論文の概要: Quantum Data Centers in the Presence of Noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.10769v1
• Date: Mon, 15 Jul 2024 14:50:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-16 14:51:56.370200
• Title: Quantum Data Centers in the Presence of Noise
• Title（参考訳）: ノイズ下における量子データセンター
• Authors: K. Campbell, A. Lawey, M. Razavi,
• Abstract要約: シングルプロセッサのモノリシック量子コンピュータは、クロストークの増加と、キュービット数が増加するとゲートの実装が困難になる。 QDCでは、複数の量子処理ユニット(QPU)が短距離で連結され、任意のプロセッサ上のキュービット数を増やすことなく計算キュービットの総数を増やすことができる。 これにより、各QPUの操作で発生するエラーを小さく抑えることができるが、QPU間の絡み合い分布中に発生する遅延コストとエラーのために、システムに追加のノイズを加えることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Data Centers (QDCs) could overcome the scalability challenges of modern quantum computers. Single-processor monolithic quantum computers are affected by increased cross talk and difficulty of implementing gates when the number of qubits is increased. In a QDC, multiple quantum processing units (QPUs) are linked together over short distances, allowing the total number of computational qubits to be increased without increasing the number of qubits on any one processor. In doing so, the error incurred by operations at each QPU can be kept small, however additional noise will be added to the system due to the latency cost and errors incurred during inter-QPU entanglement distribution. We investigate the relative impact of these different types of noise using a classically simulated QDC with two QPUs and compare the robustness to noise of the two main ways of implementing remote gates, cat-comm and TP-comm. We find that considering the quantity of gates or inter-QPU entangled links is often inadequate to predict the output fidelity from a quantum circuit and infer that an improved understanding of error propagation during distributed quantum circuits may represent a significant optimisation opportunity for compilation.
• Abstract（参考訳）: 量子データセンター(QDC)は、現代の量子コンピュータのスケーラビリティの課題を克服することができる。 シングルプロセッサのモノリシック量子コンピュータは、クロストークの増加と、キュービット数が増加するとゲートの実装が困難になる。 QDCでは、複数の量子処理ユニット(QPU)が短距離で連結され、任意のプロセッサ上のキュービット数を増やすことなく計算キュービットの総数を増やすことができる。 これにより、各QPUの操作で発生するエラーを小さく抑えることができるが、QPU間の絡み合い分布中に発生する遅延コストとエラーのために、システムに追加のノイズを加えることができる。 本研究では,2つのQPUを用いた古典シミュレーションQDCを用いて,これらのノイズの相対的影響について検討し,リモートゲート,キャットコム,TPコムの2つの主要な実装方法のロバスト性を比較した。 ゲート数やQPU間絡み合わされたリンク数を考慮すると、量子回路からの出力の忠実度を予測できないことが多く、分散量子回路におけるエラー伝播の理解の向上がコンパイルの大幅な最適化の機会であることを推測する。

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