論文の概要: Hardware-Software Co-design for Distributed Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.18329v1
• Date: Mon, 24 Mar 2025 04:19:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-25 14:35:09.594325
• Title: Hardware-Software Co-design for Distributed Quantum Computing
• Title（参考訳）: 分散量子コンピューティングのためのハードウェア・ソフトウェア共同設計
• Authors: Ji Liu, Allen Zang, Martin Suchara, Tian Zhong, Paul D Hovland,
• Abstract要約: 分散量子コンピューティング(DQC)は、単一チップの制限を超えて量子コンピューティングアーキテクチャをスケールアップするための経路を提供する。 絡み合いはDQCで非ローカルな操作を実装する上で重要なリソースである。 DQCの現実的なモデルの下で,ハードウェアとソフトウェアの共同設計により,実行時と出力の忠実度が向上することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.928706053656785
• License:
• Abstract: Distributed quantum computing (DQC) offers a pathway for scaling up quantum computing architectures beyond the confines of a single chip. Entanglement is a crucial resource for implementing non-local operations in DQC, and it is required to allow teleportation of quantum states and gates. Remote entanglement generation in practical systems is probabilistic, has longer duration than that of local operations, and is nondeterministic. Therefore, optimizing the performance of probabilistic remote entanglement generation is critically important for the performance of DQC architectures. In this paper we propose and study a new DQC architecture that combines (1) buffering of successfully generated entanglement, (2) asynchronously attempted entanglement generation, and (3) adaptive scheduling of remote gates based on the entanglement generation pattern. We show that our hardware-software co-design improves both the runtime and the output fidelity under a realistic model of DQC.
• Abstract（参考訳）: 分散量子コンピューティング(DQC)は、単一チップの制限を超えて量子コンピューティングアーキテクチャをスケールアップするための経路を提供する。 絡み合いはDQCにおける非局所的な操作を実装する上で重要な資源であり、量子状態とゲートの遠隔転送を可能にする必要がある。 実用システムにおけるリモートエンタングルメント生成は確率的であり、局所的な操作よりも長い時間を持ち、非決定論的である。 したがって,DQCアーキテクチャの性能向上には,確率的リモート絡み合い生成の性能の最適化が重要である。 本稿では,(1) 正常に生成された絡み合いのバッファリング,(2) 非同期に試みられた絡み合い生成,(3) 絡み合い生成パターンに基づくリモートゲートの適応スケジューリングを組み合わせた新しいDQCアーキテクチャを提案する。 DQCの現実的なモデルの下で,ハードウェアとソフトウェアの共同設計により,実行時と出力の忠実度が向上することを示す。

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