論文の概要: Compilation for Dynamically Field-Programmable Qubit Arrays with Efficient and Provably Near-Optimal Scheduling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15095v2
• Date: Sat, 02 Nov 2024 05:11:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-05 21:26:19.770617
• Title: Compilation for Dynamically Field-Programmable Qubit Arrays with Efficient and Provably Near-Optimal Scheduling
• Title（参考訳）: 高速で確率的に近い最適スケジューリングによる動的フィールド生成可能なクビットアレイのコンパイル
• Authors: Daniel Bochen Tan, Wan-Hsuan Lin, Jason Cong,
• Abstract要約: 我々は中性原子に基づく動的フィールドプログラマブル量子ビットアレイのコンパイラを開発した。 コンパイラのEnolaは、OLSQ-DPQAと比較して、このステージ数を3.7倍に減らし、忠実度を5.9倍改善します。 Enolaは、30分以内で1万キュービットの回路をコンパイルできるなど、非常にスケーラブルである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.9674479510253535
• License:
• Abstract: Dynamically field-programmable qubit arrays based on neutral atoms feature high fidelity and highly parallel gates for quantum computing. However, it is challenging for compilers to fully leverage the novel flexibility offered by such hardware while respecting its various constraints. In this study, we break down the compilation for this architecture into three tasks: scheduling, placement, and routing. We formulate these three problems and present efficient solutions to them. Notably, our scheduling based on graph edge-coloring is provably near-optimal in terms of the number of two-qubit gate stages (at most one more than the optimum). As a result, our compiler, Enola, reduces this number of stages by 3.7x and improves the fidelity by 5.9x compared to OLSQ-DPQA, the current state of the art. Additionally, Enola is highly scalable, e.g., within 30 minutes, it can compile circuits with 10,000 qubits, a scale sufficient for the current era of quantum computing. Enola is open source at https://github.com/UCLA-VAST/Enola
• Abstract（参考訳）: 中性原子に基づく動的場プログラミング可能な量子ビットアレイは、量子コンピューティングにおいて高い忠実度と高い並列ゲートを特徴とする。 しかし、コンパイラーはその様々な制約を尊重しながら、そのようなハードウェアによって提供される新しい柔軟性を完全に活用することは困難である。 本研究では,このアーキテクチャのコンパイルをスケジューリング,配置,ルーティングの3つのタスクに分割する。 これら3つの問題を定式化し、効率的な解を提示する。 特に,グラフエッジのカラー化に基づくスケジューリングは,2キュービットゲートステージの数(最適値よりも多くなる)において,ほぼ最適である。 その結果、コンパイラのEnolaは、現在の最先端であるOLSQ-DPQAと比較して、このステージ数を3.7倍削減し、忠実度を5.9倍改善した。 さらに、Enolaは30分以内に1万キュービットの回路をコンパイルできるなど、高度にスケーラブルである。 Enolaがhttps://github.com/UCLA-VAST/Enolaでオープンソース化

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