論文の概要: A Scalable and Robust Compilation Framework for Emitter-Photonic Graph State
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.16346v2
- Date: Tue, 25 Mar 2025 13:59:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-26 10:43:55.985286
- Title: A Scalable and Robust Compilation Framework for Emitter-Photonic Graph State
- Title（参考訳）: Emitter-Photonic Graph Stateのためのスケーラブルでロバストなコンパイルフレームワーク
- Authors: Xiangyu Ren, Yuexun Huang, Zhiding Liang, Antonio Barbalace,
- Abstract要約: 決定論的スキームの文脈におけるGraphState-to-Circuitコンパイル問題について検討する。
本稿では,対象のグラフ状態をサブグラフに分割し,個別にコンパイルし,その後回路を結合してエミッタ資源利用を最大化する,新たなコンパイルフレームワークを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3624495460189865
- License:
- Abstract: Quantum graph states are critical resources for various quantum algorithms, and also determine essential interconnections in distributed quantum computing. There are two schemes for generating graph states probabilistic scheme and deterministic scheme. While the all-photonic probabilistic scheme has garnered significant attention, the emitter-photonic deterministic scheme has been proved to be more scalable and feasible across several hardware platforms. This paper studies the GraphState-to-Circuit compilation problem in the context of the deterministic scheme. Previous research has primarily focused on optimizing individual circuit parameters, often neglecting the characteristics of quantum hardware, which results in impractical implementations. Additionally, existing algorithms lack scalability for larger graph sizes. To bridge these gaps, we propose a novel compilation framework that partitions the target graph state into subgraphs, compiles them individually, and subsequently combines and schedules the circuits to maximize emitter resource utilization. Furthermore, we incorporate local complementation to transform graph states and minimize entanglement overhead. Evaluation of our framework on various graph types demonstrates significant reductions in CNOT gates and circuit duration, up to 52% and 56%. Moreover, it enhances the suppression of photon loss, achieving improvements of up to x1.9.
- Abstract（参考訳）: 量子グラフ状態は、様々な量子アルゴリズムにとって重要なリソースであり、分散量子コンピューティングにおいて不可欠な相互接続を決定する。
グラフ状態を生成するための2つのスキームがあり、確率的スキームと決定論的スキームがある。
全フォトニック確率スキームは大きな注目を集めているが、エミッタフォトニック決定スキームはよりスケーラブルで、複数のハードウェアプラットフォームで実現可能であることが証明されている。
本稿では,GraphState-to-Circuitコンパイル問題を決定論的スキームの文脈で検討する。
従来の研究は主に個々の回路パラメータの最適化に重点を置いており、量子ハードウェアの特性を無視することが多い。
さらに、既存のアルゴリズムには、より大きなグラフサイズのためのスケーラビリティがない。
これらのギャップを埋めるために、対象のグラフ状態をサブグラフに分割し、個別にコンパイルし、その後回路を組み合わせてスケジュールし、エミッタ資源利用を最大化する新しいコンパイルフレームワークを提案する。
さらに,グラフ状態を変換し,絡み合いのオーバーヘッドを最小限に抑えるために局所補完を組み込む。
CNOTゲートと回路長は52%,回路長は56%に低下した。
さらに、光子損失の抑制を強化し、最大x1.9の改善を実現している。
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