論文の概要: An Abstract Model and Efficient Routing for Logical Entangling Gates on Zoned Neutral Atom Architectures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.08068v2
- Date: Mon, 29 Jul 2024 07:08:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-30 23:08:22.003629
- Title: An Abstract Model and Efficient Routing for Logical Entangling Gates on Zoned Neutral Atom Architectures
- Title（参考訳）: ゾーンニュートラル原子構造上の論理的エンタングゲートの抽象モデルと効率的なルーティング
- Authors: Yannick Stade, Ludwig Schmid, Lukas Burgholzer, Robert Wille,
- Abstract要約: 近年の成果は、フォールトトレラント量子コンピューティングにおける中性原子アーキテクチャの可能性を示している。
本稿では,新しいアーキテクチャの抽象モデルと,係合ゲートのルーティング問題に対する効率的な解を提供する。
さらに1つの論理キュービットを符号化する論理キュービットアレイについても検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.306566710489809
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent experimental achievements have demonstrated the potential of neutral atom architectures for fault-tolerant quantum computing. These architectures feature the dynamic rearrangement of atoms during computation, enabling nearly arbitrary two-dimensional rearrangements. Additionally, they employ a zoned layout with dedicated regions for entangling, storage, and readout. This architecture requires design automation software that efficiently compiles quantum circuits to this hardware and takes care that atoms are in the right place at the right time. In this paper, we initiate this line of work by providing, (1) an abstract model of the novel architecture and, (2) an efficient solution to the routing problem of entangling gates. By this, we aim to maximize the parallelism of entangling gates and minimize the overhead caused by the routing of atoms between zones. In addition to that, we keep the realm of fault-tolerant quantum computing in mind and consider logical qubit arrays, each of which encodes one logical qubit. We implemented the proposed idea as a tool called NALAC and demonstrated its effectiveness and efficiency by showing that it can significantly reduce the routing overhead of logical entangling gates compared to the naive approach. As part of the Munich Quantum Toolkit (MQT), NALAC is publicly available as open-source at https://github.com/cda-tum/mqt-qmap.
- Abstract（参考訳）: 最近の実験的成果は、フォールトトレラント量子コンピューティングにおける中性原子アーキテクチャの可能性を示している。
これらのアーキテクチャは、計算中の原子の動的再構成を特徴とし、ほぼ任意の2次元再構成を可能にする。
さらに、エンタング、ストレージ、読み取りのための専用リージョンを備えたゾーンレイアウトを採用している。
このアーキテクチャは、このハードウェアに量子回路を効率的にコンパイルし、正しいタイミングで原子が正しい位置にあることを注意する設計自動化ソフトウェアを必要とする。
本稿では,(1)新しいアーキテクチャの抽象モデルを提供し,(2)絡み合うゲートのルーティング問題に対する効率的な解法を提供することにより,この一連の作業を開始する。
これにより、密閉ゲートの並列性の最大化と、ゾーン間の原子のルーティングによるオーバーヘッドの最小化を目指す。
さらに、フォールトトレラント量子コンピューティングの領域を念頭に置き、論理量子ビット配列を1つの論理量子ビットを符号化する。
提案手法を NALAC というツールとして実装し,提案手法の有効性と効率性を示した。
ミュンヘン量子ツールキット(MQT)の一部として、NAACはhttps://github.com/cda-tum/mqt-qmapでオープンソースとして公開されている。
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