論文の概要: Network-assisted collective operations for efficient distributed quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.19118v1
• Date: Wed, 26 Feb 2025 13:13:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-27 14:57:15.594336
• Title: Network-assisted collective operations for efficient distributed quantum computing
• Title（参考訳）: 効率的な分散量子コンピューティングのためのネットワーク支援集合演算
• Authors: I. F. Llovo, G. Díaz-Camacho, N. Costas, A. Gómez,
• Abstract要約: 遠隔量子処理ユニット間での集合量子演算の分散に関するプロトコルを提案する。 これらのプロトコルは、高性能コンピューティングで使用されるようなネットワークアーキテクチャで、集合的なマルチコントロールとマルチターゲットゲートを実行することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We propose protocols for the distribution of collective quantum operations between remote quantum processing units (QPUs), a requirement for distributed quantum computing. Using only local operations and classical communication (LOCC), these protocols allow for collective multicontrolled and multitarget gates to be executed in network architectures similar to those used for high-performance computing. The types of gates that can be implemented following this scheme are discussed. The Bell pair cost for a single distributed multicontrolled gate is estimated, arriving to a single additional Bell pair over the theoretically optimal calculation with pre-shared entanglement, demonstrating better scalability when compared to current proposals based on entanglement swapping through a network, and bounds are calculated for general diagonal gates. A recipe is provided for the lumped distribution of gates such as arbitrarily-sized Toffoli and multicontrolled Z, and $R_{zz}(\theta)$ gates. Finally, we provide an exact implementation of a distributed Grover's search algorithm using this protocol to partition the circuit, with Bell pair cost growing linearly with the number of Grover iterations and the number of partitions.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、分散量子コンピューティングの要件である、リモート量子処理ユニット(QPU)間の集合量子演算の分散のためのプロトコルを提案する。 ローカル操作と古典通信(LOCC)のみを使用して、これらのプロトコルは、高性能コンピューティングで使用されるようなネットワークアーキテクチャで、集合的なマルチコントロールとマルチターゲットゲートを実行することができる。 この方式で実装可能なゲートの種類について論じる。 単一分散多角ゲートのベル対のコストを推定し、理論上最適である計算よりも1つのベル対に到達し、ネットワークを経由する絡み替えに基づく現在の提案よりもスケーラビリティが向上し、一般対角ゲートのバウンダリが算出される。 任意の大きさのトッフォリやマルチコントロールZ、および$R_{zz}(\theta)$ゲートなどのゲートのラッピング分布にレシピを提供する。 最後に,このプロトコルを用いて分散Groverの探索アルゴリズムを正確に実装し,回路分割を行う。

関連論文リスト

• Efficient compilation of quantum circuits using multi-qubit gates [0.0]
  本稿では,Ising型,長距離,マルチキュービット・エンタングリングゲートのシーケンスに一般回路分解を実装したコンパイル方式を提案する。 我々は,2量子ゲートを用いた従来の実現法と比較して,量子ボリュームの対数関係を20%$から25%$に改善することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-28T19:08:13Z)
• Multi-User Entanglement Distribution in Quantum Networks Using Multipath Routing [55.2480439325792]
  マルチパスルーティングを活用することで,マルチユーザアプリケーションの絡み合い率を高める3つのプロトコルを提案する。 これらのプロトコルは、制限された量子メモリや確率的絡み合い生成を含む、NISQ制約のある量子ネットワーク上で評価される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-06T18:06:00Z)
• Realization of Scalable Cirac-Zoller Multi-Qubit Gates [5.309268373861329]
  量子コンピューティングの普遍性は、任意の量子計算タスクを 1 と 2 の量子ビット上で動く有限個の論理ゲートに分解できることを示している。 実用的なプロセッサ設計は、2キュービット以上で動作するマルチキュービットゲートの可用性から大きな恩恵を受ける。 ここでは、完全プログラマブルでスケーラブルなCirac-Zollerゲートを実現するために、長いイオン鎖の新たな性能利点を利用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-18T14:34:24Z)
• Entanglement-efficient bipartite-distributed quantum computing [1.2878452281783466]
  ノイズの多い中間スケール量子コンピューティングでは、単一の量子処理ユニットの限られたスケーラビリティは分散量子コンピューティングによって拡張することができる。 このタイプのDQCを実験で容易にするためには、絡み合い効率の高いプロトコルが必要である。 プロトコルを[Eisert et. al., PRA, 62:052317(2000)] に拡張し、複数の非局所制御単位ゲートをローカルにパックできるパッキングプロトコルに拡張する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-24T08:45:44Z)
• Scalable fast benchmarking for individual quantum gates with local twirling [1.7995166939620801]
  本稿では,局所的なツイリングゲートのみを用いたキャラクタサイクルベンチマークプロトコルとキャラクタ平均ベンチマークプロトコルを提案する。 我々は,5量子ビット量子誤り訂正符号化回路であるクリフォードゲート(制御値$(TX)$)とクリフォードゲート(5量子ビット量子誤り訂正符号化回路)のプロトコルを数値的に示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-19T13:01:14Z)
• Approaching the theoretical limit in quantum gate decomposition [0.0]
  本稿では,CNOT$ゲート数を持つ1量子および2量子ビットの量子ゲートを用いて,一般量子プログラムを分解する新しい数値計算手法を提案する。 本手法は, 既設計量子回路における単一量子ビット回転ゲートに関するパラメータの逐次最適化に基づく。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-14T15:36:22Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• Fast Swapping in a Quantum Multiplier Modelled as a Queuing Network [64.1951227380212]
  量子回路をキューネットワークとしてモデル化することを提案する。 提案手法はスケーラビリティが高く,大規模量子回路のコンパイルに必要となる潜在的な速度と精度を有する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-26T10:55:52Z)
• Quantum communication complexity beyond Bell nonlocality [87.70068711362255]
  効率的な分散コンピューティングは、リソース要求タスクを解決するためのスケーラブルな戦略を提供する。 量子リソースはこのタスクに適しており、古典的手法よりも優れた明確な戦略を提供する。 我々は,ベルのような不等式に,新たなコミュニケーション複雑性タスクのクラスを関連付けることができることを証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-11T18:00:09Z)
• Purification and Entanglement Routing on Quantum Networks [55.41644538483948]
  不完全なチャネルフィリティと限られたメモリ記憶時間を備えた量子ネットワークは、ユーザ間の絡み合いを分散することができる。 本稿では,量子ネットワーク上の2ノード間で共有される絡み合いを最大化するための高速パスフィニングアルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-23T19:00:01Z)
• Representation matching for delegated quantum computing [64.67104066707309]
  表現マッチングは、量子ネットワークにおける量子計算のコストを削減するための一般的な確率的プロトコルである。 表現マッチングプロトコルは,様々なタスクにおいて,通信コストやメモリコストを最小限に抑えることができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-14T18:07:43Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。