論文の概要: Scaling and assigning resources on ion trap QCCD architectures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.00225v1
- Date: Thu, 1 Aug 2024 01:35:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-04 21:55:12.820774
- Title: Scaling and assigning resources on ion trap QCCD architectures
- Title（参考訳）: イオントラップQCCDアーキテクチャ上のリソースのスケーリングと割り当て
- Authors: Anabel Ovide, Daniele Cuomo, Carmen G. Almudever,
- Abstract要約: イオントラップ技術は量子情報処理の候補として大きな注目を集めている。
提案手法は,従来の手法と比較して最大50%の精度向上を図り,初期量子ビット配置に対する新しいアプローチを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Ion trap technologies have earned significant attention as potential candidates for quantum information processing due to their long decoherence times and precise manipulation of individual qubits, distinguishing them from other candidates in the field of quantum technologies. However, scalability remains a challenge, as introducing additional qubits into a trap increases noise and heating effects, consequently decreasing operational fidelity. Trapped-ion Quantum Charge-Coupled Device (QCCD) architectures have addressed this limitation by interconnecting multiple traps and employing ion shuttling mechanisms to transfer ions among traps. This new architectural design requires the development of novel compilation techniques for quantum algorithms, which efficiently allocate and route qubits, and schedule operations. The aim of a compiler is to minimize ion movements and, therefore, reduce the execution time of the circuit to achieve a higher fidelity. In this paper, we propose a novel approach for initial qubit placement, demonstrating enhancements of up to 50\% compared to prior methods. Furthermore, we conduct a scalability analysis on two distinct QCCD topologies: a 1D-linear array and a ring structure. Additionally, we evaluate the impact of the excess capacity -- i.e. the number of free spaces within a trap -- on the algorithm performance.
- Abstract（参考訳）: イオントラップ技術は、長いデコヒーレンス時間と個々の量子ビットの正確な操作により量子情報処理の候補として大きな注目を集めており、量子技術分野の他の候補と区別されている。
しかし、トラップに追加の量子ビットを導入することでノイズや加熱効果が増加し、運用の忠実度が低下するなど、スケーラビリティは依然として課題である。
トラップ型量子電荷結合デバイス(QCCD)アーキテクチャは、複数のトラップを相互接続し、イオンをトラップ間で移動させるイオン遮断機構を採用することで、この制限に対処している。
この新しいアーキテクチャ設計では、量子ビットを効率よく割り当て、ルーティングし、スケジュール操作を行う量子アルゴリズムの新しいコンパイル技術を開発する必要がある。
コンパイラの目的は、イオンの動きを最小限に抑え、回路の実行時間を短縮し、高い忠実度を達成することである。
本稿では,従来の手法と比較して最大50倍の精度向上を図った,初期量子ビット配置のための新しい手法を提案する。
さらに、1次元線形アレイとリング構造という2つの異なるQCCDトポロジのスケーラビリティ解析を行う。
さらに,余剰容量(トラップ内の自由空間数)がアルゴリズム性能に与える影響を評価する。
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