論文の概要: Scalable modular architecture for universal quantum computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14691v1
- Date: Sat, 19 Jul 2025 16:45:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-22 20:51:32.007589
- Title: Scalable modular architecture for universal quantum computation
- Title（参考訳）: 普遍量子計算のためのスケーラブルなモジュラーアーキテクチャ
- Authors: Fernando Gago-Encinas, Christiane P. Koch,
- Abstract要約: 一つの絡み合う2量子ゲートで制御可能な進化演算子である2つの量子ビットアレイを接続することは十分であることを示す。
我々の証明は、より小さなビルディングブロックからローカル制御と結合数を減らしたモジュラQPUを構築するためのテンプレートを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.1574468325115
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Universal quantum computing requires the ability to perform every unitary operation, i.e., evolution operator controllability. In view of developing resource-efficient quantum processing units (QPUs), it is important to determine how many local controls and qubit-qubit couplings are required for controllability. Unfortunately, assessing the controllability of large qubit arrays is a difficult task, due to the exponential scaling of Hilbert space dimension. Here we show that it is sufficient to connect two qubit arrays that are evolution operator controllable by a single entangling two-qubit gate in order to obtain a composite qubit array that is evolution operator controllable. Our proof provides a template to build up modular QPUs from smaller building blocks with reduced numbers of local controls and couplings. We illustrate the approach with two examples, consisting of 10, respectively 127 qubits, inspired by IBM quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 普遍量子コンピューティングは、すべてのユニタリ演算、すなわち進化演算子制御性を実行する能力を必要とする。
資源効率のよい量子処理ユニット(QPU)を開発するためには、制御性にどれだけの局所的な制御と量子ビット結合が必要かを決定することが重要である。
残念なことに、ヒルベルト空間次元の指数的スケーリングのため、大きな量子ビットアレイの可制御性を評価することは難しい課題である。
ここでは、進化演算子制御可能な複合量子ビットアレイを得るために、単一の絡み合う2ビットゲートで制御可能な2つの進化演算子アレイを接続するのに十分であることを示す。
我々の証明は、より小さなビルディングブロックからローカル制御と結合数を減らしたモジュラQPUを構築するためのテンプレートを提供する。
提案手法は,IBMの量子プロセッサにインスパイアされた,それぞれ127量子ビットからなる2つの例で説明する。
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