論文の概要: DasAtom: A Divide-and-Shuttle Atom Approach to Quantum Circuit Transformation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.03185v1
- Date: Thu, 5 Sep 2024 02:23:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-06 22:18:11.354996
- Title: DasAtom: A Divide-and-Shuttle Atom Approach to Quantum Circuit Transformation
- Title（参考訳）: DasAtom: 量子回路トランスフォーメーションのための分極的およびゆるやかな原子アプローチ
- Authors: Yunqi Huang, Dingchao Gao, Shenggang Ying, Sanjiang Li,
- Abstract要約: ニュートラル原子(NA)量子システムは量子計算の先駆的なプラットフォームとして登場しつつある。
DasAtomは、NAデバイスに対する量子回路変換を最適化するために設計された、新しい分割と分解の原子アプローチである。
DasAtomは移動ベースアルゴリズムのEnolaよりも414倍、SWAPベースのアルゴリズムのTetrisよりも10.6倍改善された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0861727452345766
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Neutral atom (NA) quantum systems are emerging as a leading platform for quantum computation, offering superior or competitive qubit count and gate fidelity compared to superconducting circuits and ion traps. However, the unique features of NA devices, such as long-range interactions, long qubit coherence time, and the ability to physically move qubits, present distinct challenges for quantum circuit compilation. In this paper, we introduce DasAtom, a novel divide-and-shuttle atom approach designed to optimise quantum circuit transformation for NA devices by leveraging these capabilities. DasAtom partitions circuits into subcircuits, each associated with a qubit mapping that allows all gates within the subcircuit to be directly executed. The algorithm then shuttles atoms to transition seamlessly from one mapping to the next, enhancing both execution efficiency and overall fidelity. For a 30-qubit Quantum Fourier Transform (QFT), DasAtom achieves a 414x improvement in fidelity over the move-based algorithm Enola and a 10.6x improvement over the SWAP-based algorithm Tetris. Notably, this improvement is expected to increase exponentially with the number of qubits, positioning DasAtom as a highly promising solution for scaling quantum computation on NA platforms.
- Abstract（参考訳）: ニュートラル原子(NA)量子システムは量子計算の先駆的なプラットフォームとして登場し、超伝導回路やイオントラップと比較して、優れたまたは競合的な量子ビット数とゲート忠実性を提供する。
しかし、長距離相互作用、長い量子ビットコヒーレンス時間、量子ビットを物理的に移動させる能力など、NAデバイスのユニークな特徴は、量子回路のコンパイルにおいて異なる課題を示している。
本稿では,これらの機能を活用してNAデバイスに対する量子回路変換を最適化するために設計された,新しい分割・集束原子アプローチであるDasAtomを紹介する。
DasAtomは回路をサブ回路に分割し、それぞれにキュービットマッピングを関連付け、サブ回路内のすべてのゲートを直接実行できるようにする。
アルゴリズムは原子を1つのマッピングから次のマッピングへシームレスに遷移させ、実行効率と全体的な忠実度の両方を高める。
30量子フーリエ変換(QFT)のために、DasAtomは移動ベースのアルゴリズムであるEnolaよりも414倍、SWAPベースのアルゴリズムであるTetrisよりも10.6倍改善された。
特に、この改善は量子ビットの数とともに指数関数的に増加することが期待されており、DasAtomはNAプラットフォーム上で量子計算をスケールするための非常に有望なソリューションとして位置づけられている。
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