論文の概要: Qoala: an Application Execution Environment for Quantum Internet Nodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.17296v1
• Date: Mon, 24 Feb 2025 16:25:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-25 15:51:48.420568
• Title: Qoala: an Application Execution Environment for Quantum Internet Nodes
• Title（参考訳）: Qoala: 量子インターネットノードのためのアプリケーション実行環境
• Authors: Bart van der Vecht, Atak Talay Yücel, Hana Jirovská, Stephanie Wehner,
• Abstract要約: Qoalaは、プログラマブル量子ネットワークノードのための第一種オペレーティングシステムであるQNodeOSの拡張である。 我々はQoalaを,実世界の量子ネットワークハードウェアに対して検証可能なモジュール型拡張可能なシミュレータとして実装する。 広範にシミュレーションを行った結果,Qoalaの有効性とレイテンシやネットワークスケジュールに対する性能感受性を評価した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Recently, a first-of-its-kind operating system for programmable quantum network nodes was developed, called QNodeOS. Here, we present an extension of QNodeOS called Qoala, which introduces (1) a unified program format for hybrid interactive classical-quantum programs, providing a well-defined target for compilers, and (2) a runtime representation of a program that allows joint scheduling of the hybrid classical-quantum program, multitasking, and asynchronous program execution. Based on concrete design considerations, we put forward the architecture of Qoala, including the program structure and execution mechanism. We implement Qoala in the form of a modular and extendible simulator that is validated against real-world quantum network hardware (available online). However, Qoala is not meant to be purely a simulator, and implementation is planned on real hardware. We evaluate Qoala's effectiveness and performance sensitivity to latencies and network schedules using an extensive simulation study. Qoala provides a framework that opens the door for future computer science research into quantum network applications, including scheduling algorithms and compilation strategies that can now readily be explored using the framework and tools provided.
• Abstract（参考訳）: 近年,QNodeOSと呼ばれるプログラマブル量子ネットワークノード用オペレーティングシステムが開発されている。 本稿では,(1)ハイブリッドな古典量子プログラムのための統一型プログラムフォーマット,(2)ハイブリッドな古典量子プログラムの協調スケジューリング,マルチタスク,非同期プログラム実行を可能にするプログラムの実行時表現を提供する QNodeOS の拡張 Qoala を提案する。 具体的な設計上の考察に基づき,プログラム構造や実行機構を含むQoalaのアーキテクチャを概説した。 我々はQoalaを,実世界の量子ネットワークハードウェア(オンラインで利用可能)に対して検証可能な,モジュール的で拡張可能なシミュレータとして実装する。 しかし、Qoalaは純粋にシミュレーターではなく、実際のハードウェア上での実装が計画されている。 広範にシミュレーションを行った結果,Qoalaの有効性とレイテンシやネットワークスケジュールに対する性能感受性を評価した。 Qoalaは、将来の量子ネットワークアプリケーションに関するコンピュータサイエンス研究の扉を開くフレームワークを提供する。

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