論文の概要: Online Job Scheduler for Fault-tolerant Quantum Multiprogramming

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.06741v1
• Date: Sat, 10 May 2025 19:24:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.01807
• Title: Online Job Scheduler for Fault-tolerant Quantum Multiprogramming
• Title（参考訳）: フォールトトレラント量子マルチプログラミングのためのオンラインジョブスケジューリング
• Authors: Shin Nishio, Ryo Wakizaka, Daisuke Sakuma, Yosuke Ueno, Yasunari Suzuki,
• Abstract要約: 格子手術に基づくフォールトトレラント量子コンピューティングシステムのオンラインジョブスケジューリング問題を定式化する。 我々のスケジューラは、より単純な立方体表現を用いて、もともとポリキューブとして表現された格子手術プログラムを近似する。 さらに、スケジューリングプロセスにメカニズムを組み込んで、QPUの利用をさらに促進できることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.33554367023486936
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computers are expected to be offered as cloud services due to their significant resource and infrastructure requirements. Quantum multiprogramming, which runs multiple quantum jobs in parallel, is a promising approach to maximize the utilization of such systems. A key challenge in this setting is the need for an online scheduler capable of handling jobs submitted dynamically while other programs are already running. In this study, we formulate the online job scheduling problem for fault-tolerant quantum computing systems based on lattice surgery and propose an efficient scheduler to address it. To meet the responsiveness required in an online environment, our scheduler approximates lattice surgery programs, originally represented as polycubes, by using simpler cuboid representations. This approximation enables efficient scheduling while improving overall throughput. In addition, we incorporate a defragmentation mechanism into the scheduling process, demonstrating that it can further enhance QPU utilization.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子コンピュータは、重要なリソースとインフラ要件のためにクラウドサービスとして提供されることが期待されている。 複数の量子ジョブを並列に実行する量子マルチプログラミングは、そのようなシステムの利用を最大化するための有望なアプローチである。 この設定における重要な課題は、他のプログラムが既に実行されている間、動的にジョブを処理できるオンラインスケジューラの必要性である。 本研究では,格子手術に基づくフォールトトレラント量子コンピューティングシステムのオンラインジョブスケジューリング問題を定式化し,それに対応する効率的なスケジューラを提案する。 オンライン環境において要求される応答性を満たすため,スケジューラは,より単純なキュービド表現を用いて,もともとポリキューブとして表現された格子手術プログラムを近似する。 この近似は、全体のスループットを改善しながら効率的なスケジューリングを可能にする。 さらに、スケジューリングプロセスにデフラグメンテーション機構を組み込んで、QPU利用をさらに促進できることを実証する。

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