論文の概要: Optimal Routing Protocols for Reconfigurable Atom Arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.05061v1
- Date: Thu, 07 Nov 2024 18:51:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-11 14:54:23.714514
- Title: Optimal Routing Protocols for Reconfigurable Atom Arrays
- Title（参考訳）: 再構成可能なアトムアレイのための最適ルーティングプロトコル
- Authors: Nathan Constantinides, Ali Fahimniya, Dhruv Devulapalli, Dolev Bluvstein, Michael J. Gullans, J. V. Porto, Andrew M. Childs, Alexey V. Gorshkov,
- Abstract要約: 我々は最先端の中性原子系に適用可能なルーティングモデルについて検討する。
現在の設計では、$Omega(sqrt N log N)$のステップで、$N$の原子を持つ2次元配列上の特定の置換を実行する必要がある。
また、簡単な実験的なアップグレードを提案し、ルーティングコストを$Theta(log N)$ stepsに削減することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1443262816483672
- License:
- Abstract: Neutral atom arrays have emerged as a promising platform for both analog and digital quantum processing. Recently, devices capable of reconfiguring arrays during quantum processes have enabled new applications for these systems. Atom reconfiguration, or routing, is the core mechanism for programming circuits; optimizing this routing can increase processing speeds, reduce decoherence, and enable efficient implementations of highly non-local connections. In this work, we investigate routing models applicable to state-of-the-art neutral atom systems. With routing steps that can operate on multiple atoms in parallel, we prove that current designs require $\Omega(\sqrt N \log N)$ steps to perform certain permutations on 2D arrays with $N$ atoms and provide a protocol that achieves routing in $\mathcal O(\sqrt N \log N)$ steps for any permutation. We also propose a simple experimental upgrade and show that it would reduce the routing cost to $\Theta(\log N)$ steps.
- Abstract（参考訳）: ニュートラル原子配列はアナログおよびデジタル量子処理のための有望なプラットフォームとして登場した。
近年、量子プロセス中に配列を再構成できるデバイスは、これらのシステムに新たな応用を可能にしている。
このルーティングの最適化は、処理速度を向上し、デコヒーレンスを低減し、高度に非局所的な接続の効率的な実装を可能にする。
本研究では,最先端中性原子系に適用可能なルーティングモデルについて検討する。
並列に複数の原子を操作できるルーティングステップでは、現在の設計では$Omega(\sqrt N \log N)$ステップが必要であり、$N$の原子を持つ2次元配列上で特定の置換を行い、$\mathcal O(\sqrt N \log N)$ステップのルーティングを実現するプロトコルを提供する。
また、簡単な実験的なアップグレードを提案し、ルーティングコストを$\Theta(\log N)$ stepsに削減することを示した。
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