論文の概要: Optimizing Quantum Communication for Quantum Data Centers with Reconfigurable Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04837v1
• Date: Fri, 06 Dec 2024 08:07:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-09 15:55:50.632970
• Title: Optimizing Quantum Communication for Quantum Data Centers with Reconfigurable Networks
• Title（参考訳）: 再構成可能なネットワークを用いた量子データセンターにおける量子通信の最適化
• Authors: Hezi Zhang, Yiran Xu, Haotian Hu, Keyi Yin, Hassan Shapourian, Jiapeng Zhao, Ramana Rao Kompella, Reza Nejabati, Yufei Ding,
• Abstract要約: 我々は、クロスラック通信の並列化と頻繁な再設定を避けるために、新しい最適化空間を導入する。 提案手法は,全体のレイテンシを8.02倍に削減し,キュービットのデコヒーレンスを緩和する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.297027215402807
• License:
• Abstract: Distributed Quantum Computing (DQC) enables scalability by interconnecting multiple QPUs. Among various DQC implementations, quantum data centers (QDCs), which utilize reconfigurable optical switch networks to link QPUs across different racks, are becoming feasible in the near term. However, the latency of cross-rack communications and dynamic reconfigurations poses unique challenges to quantum communication, significantly increasing the overall latency and exacerbating qubit decoherence. In this paper, we introduce a new optimization space to parallelize cross-rack communications and avoid frequent reconfigurations, which incurs additional in-rack communications that can be further minimized. Based on this, we propose a flexible scheduler that improves communication efficiency while preventing deadlocks and congestion caused by the flexibility. Through a comprehensive evaluation, we show that our approach reduces the overall latency by a factor of 8.02, thereby mitigating qubit decoherence, with a small overhead.
• Abstract（参考訳）: 分散量子コンピューティング(DQC)は、複数のQPUを相互接続することでスケーラビリティを実現する。 様々なDQC実装の中で、異なるラックをまたいでQPUをリンクするために再構成可能な光スイッチネットワークを利用する量子データセンター(QDC)は、近い将来実現可能である。 しかし、クロスラック通信と動的再構成のレイテンシは量子通信に固有の課題をもたらし、全体の遅延を著しく増加させ、量子ビットデコヒーレンスを悪化させる。 本稿では、クロスラック通信の並列化と頻繁な再設定を回避するための新しい最適化空間を提案する。 そこで本研究では,フレキシブルスケジューラを提案する。 包括的評価により,本手法は全体の遅延時間を8.02倍に削減し,キュービットのデコヒーレンスを軽減し,オーバーヘッドを小さくすることを示した。

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