論文の概要: MagicPool: Dealing with Magic State Distillation Failures on Large-Scale Fault-Tolerant Quantum Computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.07394v1
• Date: Wed, 10 Jul 2024 06:36:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-11 17:41:30.239527
• Title: MagicPool: Dealing with Magic State Distillation Failures on Large-Scale Fault-Tolerant Quantum Computer
• Title（参考訳）: MagicPool:大規模フォールトトレラント量子コンピュータにおけるマジックステート蒸留失敗の対処
• Authors: Yutaka Hirano, Yasunari Suzuki, Keisuke Fujii,
• Abstract要約: 追加の実行遅延を低減するために,マジックステートのプールを提案する。 我々は、実行遅延の大きさを検証するために、量子回路のシミュレーションを実行する。 その結果, 並列処理により実行遅延が増幅され, プール化は空間コストの小さい実行遅延を効果的に低減することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9976140705777456
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Magic state distillation, which is a probabilistic process used to generate magic states, plays an important role in universal fault-tolerant quantum computers. On the other hand, to solve interesting problems, we need to run complex programs on fault-tolerant quantum computers, and hence, the system needs to use hardware resources efficiently. Taking advantage of parallelism is a major optimization strategy and compilers are responsible for performing optimizations to allow parallel processing. However, the probabilistic nature of magic state distillation is not compatible with compile-time optimizations and results in an additional run-time delay. To reduce the additional run-time delay, we propose introducing a pool of magic states. We run simulations of quantum circuits to verify the magnitude of the run-time delay and the usefulness of the mitigation approach. The experimental results show that the run-time delay is amplified by parallel processing, and pooling effectively reduces the run-time delay with a small spatial cost.
• Abstract（参考訳）: マジック状態蒸留は、マジック状態を生成するための確率的プロセスであり、普遍的なフォールトトレラント量子コンピュータにおいて重要な役割を果たす。 一方、興味深い問題を解決するためには、フォールトトレラントな量子コンピュータ上で複雑なプログラムを実行する必要があり、そのため、システムはハードウェアリソースを効率的に利用する必要がある。 並列性を活用することが大きな最適化戦略であり、コンパイラは並列処理を可能にする最適化を行う責任がある。 しかし、マジック状態蒸留の確率的性質はコンパイル時の最適化とは相容れないため、さらなる実行時遅延が生じる。 追加の実行遅延を低減するため、マジックステートのプールの導入を提案する。 量子回路のシミュレーションを行い、実行時の遅延の大きさと緩和手法の有用性を検証した。 実験の結果, 並列処理により実行遅延が増幅され, プール化により空間コストの小さい実行遅延を効果的に低減できることがわかった。

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