論文の概要: Towards a pulse-level intermediate representation for diverse quantum control systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.15995v1
- Date: Mon, 21 Jul 2025 18:30:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 21:34:13.845732
- Title: Towards a pulse-level intermediate representation for diverse quantum control systems
- Title（参考訳）: 多様な量子制御系のためのパルスレベル中間表現に向けて
- Authors: Jude Alnas, Aniket S. Dalvi, Kenneth R. Brown,
- Abstract要約: pulselibは、量子制御系のパルスレベルプログラミングのためのシステムに依存しない中間表現である。
我々は2つのユニークな周波数シンセサイザーのためのグラフベースのIRと透過パイプラインを実装した。
pulselibは、高速でデバイス固有のIRに匹敵する性能を提供すると同時に、既存のIRよりも4.5倍のスピードアップを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4369550829556578
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A system-independent intermediate representation (IR) for pulse-level programming of quantum control systems is required to enable rapid development and reuse of quantum software across diverse platforms. In this work, we demonstrate the utility of pulselib as a candidate for such an IR. We implement graph-based IRs and transpilation pipelines for two unique frequency synthesizers and benchmark performance against existing IRs. Key elements of these pipelines are munchers and parametrizable pulse schedules. The former encodes target-specific constraints and allows translation of fundamentally system-agnostic pulse descriptions to arbitrary low-level representations, and the latter enables schedule reuse that produces savings in transpilation time relative to device-specific alternatives. Benchmarks reveal that pulselib provides performance comparable to fast, device-specific IRs while providing a speedup of up to 4.5x over existing IRs. For highly parametrized applications, pulselib provides favorable scaling of transpilation times with respect to the number of parameters and can exhibit speedups relative to existing IRs up to 69% larger than speedups provided by optimized, device-specific techniques.
- Abstract（参考訳）: 量子制御システムのパルスレベルプログラミングのためのシステム非依存中間表現(IR)は、様々なプラットフォームにわたる量子ソフトウェアの迅速な開発と再利用を可能にするために必要である。
本研究では、そのようなIR候補としてのパルスリブの有用性を実証する。
我々は2つのユニークな周波数シンセサイザーのためのグラフベースのIRとトランスパイレーションパイプラインを実装し、既存のIRに対するベンチマーク性能を示す。
これらのパイプラインの鍵となる要素は、ムンカーとパラメトリザブルパルススケジュールである。
前者はターゲット固有の制約を符号化し、基本的にシステムに依存しないパルス記述を任意の低レベル表現に変換する。
ベンチマークによると、Pulselibは高速でデバイス固有のIRに匹敵する性能を提供する一方で、既存のIRよりも4.5倍のスピードアップを提供する。
高度にパラメトリフィケーションされたアプリケーションでは、パルスリブはパラメータ数に対する透過時間の良好なスケーリングを提供し、最適化されたデバイス固有の技術によって提供されるスピードアップよりも最大69%大きな既存のIRに対してスピードアップを示すことができる。
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