論文の概要: Circuit Partitioning for the Quantum Internet

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.14413v1
• Date: Wed, 17 Sep 2025 20:28:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-19 17:26:52.968009
• Title: Circuit Partitioning for the Quantum Internet
• Title（参考訳）: 量子インターネットのための回路分割
• Authors: Leo Sünkel, Thomas Gabor, Claudia Linnhoff-Popien,
• Abstract要約: 量子インターネットでは、様々なアーキテクチャと能力を持つ量子処理ユニット(QPU)が量子通信チャネルを介して接続される。 QPU間のリモート操作は、ネットワーク全体にわたる絡み合いの生成と分散を必要とするため、コストがかかる。 したがって、QPU間の全体的な通信が最小化されるように、QPUとパーティション回路にキュービットを割り当てることが重要である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8516680239451744
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In a quantum internet, quantum processing units (QPUs) with varying architectures and capabilities may be connected through quantum communication channels, enabling new applications such as distributed quantum computing (DQC), a paradigm in which multiple QPUs execute a single circuit. However, remote operations between QPUs are expensive as they require the creation and distribution of entanglement throughout the network. It is therefore crucial to assign qubits to QPUs and partition circuits in such a way that the overall communication between QPUs is minimized. In this paper, we apply and evaluate simulated annealing and an evolutionary algorithm for this problem. We consider quantum networks with 25 nodes arranged in different topologies and QPUs with varying qubit capacities. The circuits evaluated contain 50 and 100 qubits. We show that the different metaheuristics all significantly outperform the baselines by drastically reducing the communication cost by over 40%.
• Abstract（参考訳）: 量子インターネットでは、異なるアーキテクチャと能力を持つ量子処理ユニット(QPU)が量子通信チャネルを介して接続され、複数のQPUが単一の回路を実行するパラダイムである分散量子コンピューティング(DQC)のような新しいアプリケーションを可能にする。 しかし、ネットワーク全体の絡み合いの生成と分散を必要とするため、QPU間の遠隔操作は高価である。 したがって、QPU間の全体的な通信が最小化されるように、QPUとパーティション回路にキュービットを割り当てることが重要である。 本稿では, シミュレーションアニーリングと進化的アルゴリズムを適用し, 評価する。 異なる位相に25ノードを配置した量子ネットワークと、異なる量子ビット容量を持つQPUを考える。 評価された回路は、50および100量子ビットを含む。 異なるメタヒューリスティックは、通信コストを40%以上削減することで、ベースラインを大幅に上回ることを示す。

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