論文の概要: Network Requirements for Distributed Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.08891v1
• Date: Fri, 11 Apr 2025 18:01:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-15 16:51:11.745787
• Title: Network Requirements for Distributed Quantum Computation
• Title（参考訳）: 分散量子計算のためのネットワーク要件
• Authors: Hugo Jacinto, Élie Gouzien, Nicolas Sangouard,
• Abstract要約: 量子リンクで相互接続された小さなプロセッサからなるモジュラー量子コンピューティングアーキテクチャは、フォールトトレラント量子コンピューティングに対する有望なアプローチとして現れつつある。 最寄りの物理的接続性を持つ量子ビットに適したアーキテクチャを設計し,エラー訂正に表面コードを利用する。 本稿では,Bellペアを介して相互接続された異なる演算ユニット上のキュービットに格子手術を拡張するためのツールとして,計測テレポーテーションを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Physical constraints and engineering challenges, including wafer dimensions, classical control cabling, and refrigeration volumes, impose significant limitations on the scalability of quantum computing units. As a result, a modular quantum computing architecture, comprising small processors interconnected by quantum links, is emerging as a promising approach to fault-tolerant quantum computing. However, the requirements that the network must fulfill to enable distributed quantum computation remain largely unexplored. We consider an architecture tailored for qubits with nearest-neighbor physical connectivity, leveraging the surface code for error correction and enabling fault-tolerant operations through lattice surgery and magic state distillation. We propose measurement teleportation as a tool to extend lattice surgery techniques to qubits located on different computing units interconnected via Bell pairs. Through memory simulations, we build an error model for logical operations and deduce an end-to-end resource estimation of Shor's algorithm over a minimalist distributed architecture. Concretely, for a characteristic physical gate error rate of 1e-3, a processor cycle time of 1 microsecond, factoring a 2048-bit RSA integer is shown to be possible with 379 computing processors, each made with 89781 qubits, with negligible space and time overhead with respect to a monolithic approach without parallelization, if 70 Bell pairs are available per cycle time between each processor with a fidelity exceeding 98.4 percent.
• Abstract（参考訳）: ウェーハ次元、古典的な制御キャベリング、冷凍量などの物理的制約と工学的課題は、量子コンピューティングユニットのスケーラビリティに重大な制限を課している。 その結果、量子リンクで相互接続された小さなプロセッサからなるモジュール型量子コンピューティングアーキテクチャが、フォールトトレラントな量子コンピューティングに対する有望なアプローチとして浮上しつつある。 しかし、分散量子計算を実現するためにネットワークが満たさなければならない要件は、まだほとんど解明されていない。 近接した物理接続を持つ量子ビットに適したアーキテクチャを設計し,エラー訂正のための表面コードを活用するとともに,格子手術やマジックステート蒸留による耐故障操作を可能にする。 本稿では,Bellペアを介して相互接続された異なる演算ユニット上のキュービットに格子手術を拡張するためのツールとして,計測テレポーテーションを提案する。 メモリシミュレーションにより、論理演算の誤差モデルを構築し、最小限の分散アーキテクチャ上でShorのアルゴリズムのエンドツーエンドのリソース推定を推定する。 具体的には、特性的物理ゲート誤差率1e-3では、2048ビットのRSA整数をファクタするプロセッササイクル時間が1マイクロ秒であり、各プロセッサ間でサイクル時間あたりの70ベルペアが98.4%を超えると、並列化のないモノリシックアプローチに対して、空間と時間オーバーヘッドが無視できる89781キュービットの379の演算プロセッサで可能であることが示されている。

関連論文リスト

• Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [63.733312560668274]
  d可変RZゲートとG-dクリフォードゲートを含む量子回路を与えられた場合、学習者は純粋に古典的な推論を行い、その線形特性を効率的に予測できるだろうか? 我々は、d で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが、小さな予測誤差を達成するのに十分であり、対応する計算の複雑さは d で指数関数的にスケールすることを証明する。 我々は,予測誤差と計算複雑性をトレードオフできるカーネルベースの学習モデルを考案し,多くの実践的な環境で指数関数からスケーリングへ移行した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z)
• Distributed Quantum Computation with Minimum Circuit Execution Time over Quantum Networks [3.6949615573696395]
  我々は,実行時間を最小限に抑えるために,量子回路を量子ネットワークに分散する問題を考察する。 この問題は、各コンピュータを含む回路キュービットをネットワークメモリにマッピングすることである。 最大二乗代入問題に対する近似アルゴリズムに基づく効率的なアルゴリズムを設計する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-13T06:35:51Z)
• Revisiting the Mapping of Quantum Circuits: Entering the Multi-Core Era [2.465579331213113]
  本稿では,コア間通信の削減を目的として,コアへのキュービット割り当てを最適化するために設計されたマルチコアマッピングアルゴリズムである,ハンガリークビット割り当て(HQA)アルゴリズムを紹介する。 モジュラーアーキテクチャの最先端回路マッピングアルゴリズムに対するHQAの評価では、実行時間と非ローカル通信の点で4.9times$と1.6times$の改善が示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-25T21:31:39Z)
• A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum State Fidelity [50.387179833629254]
  我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。 Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。 他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z)
• Applying an Evolutionary Algorithm to Minimize Teleportation Costs in Distributed Quantum Computing [3.0846297887400977]
  量子通信ネットワークは、古典的および量子チャネルを介して複数の量子コンピュータ(QC)を接続することによって形成することができる。 分散量子コンピューティングでは、QCは集合的に量子計算を行う。 本稿では,この問題に対する進化的アルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-30T13:10:28Z)
• Early Fault-Tolerant Quantum Computing [0.0]
  我々は,早期フォールトトレラント量子コンピューティング(EFTQC)アーキテクチャの性能評価モデルを開発した。 位相推定の標準的なタスクでは、適度なスケーラビリティと100万以上の物理量子ビットを使用すると、量子コンピュータのリーチ'を拡張できることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-24T19:12:47Z)
• Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
  本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。 我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z)
• Optimizing quantum gates towards the scale of logical qubits [78.55133994211627]
  量子ゲート理論の基本的な前提は、量子ゲートはフォールトトレランスの誤差閾値を超えることなく、大きなプロセッサにスケールできるということである。 ここでは、このような問題を克服できる戦略について報告する。 我々は、68個の周波数可変ビットの周波数軌跡をコレオグラフィーして、超伝導エラー中に単一量子ビットを実行することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-04T13:39:46Z)
• Partially Fault-tolerant Quantum Computing Architecture with Error-corrected Clifford Gates and Space-time Efficient Analog Rotations [0.5658123802733283]
  NISQとFTQCのギャップを埋めるための量子コンピューティングアーキテクチャを提案する。 初期のFTQCデバイスでは、約1.72ドル 107ドル クリフォード演算と3.75ドル 104ドル 任意の回転を64個の論理量子ビット上で行うことができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-23T11:21:41Z)
• Interleaving: Modular architectures for fault-tolerant photonic quantum computing [50.591267188664666]
  フォトニック核融合型量子コンピューティング(FBQC)は低損失フォトニック遅延を用いる。 FBQCのモジュールアーキテクチャとして,これらのコンポーネントを結合して「インターリービングモジュール」を形成するアーキテクチャを提案する。 遅延の乗法的パワーを行使すると、各加群はヒルベルト空間に数千の物理量子ビットを加えることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T18:00:06Z)
• Boundaries of quantum supremacy via random circuit sampling [69.16452769334367]
  Googleの最近の量子超越性実験は、量子コンピューティングがランダムな回路サンプリングという計算タスクを実行する遷移点を示している。 観測された量子ランタイムの利点の制約を、より多くの量子ビットとゲートで検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-05T20:11:53Z)

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。