論文の概要: SDQC: Distributed Quantum Computing Architecture Utilizing Entangled Ion Qubit Shuttling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.02890v1
• Date: Tue, 02 Dec 2025 15:56:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-03 21:04:45.953496
• Title: SDQC: Distributed Quantum Computing Architecture Utilizing Entangled Ion Qubit Shuttling
• Title（参考訳）: SDQC: 絡み合ったイオン量子ビットシャットリングを利用した分散量子コンピューティングアーキテクチャ
• Authors: Seunghyun Baek, Seok-Hyung Lee, Dongmoon Min, Junki Kim,
• Abstract要約: シャットリングベースの分散量子コンピューティング(SDQC)は、物理量子ビットシャットリングと分散量子コンピューティングの強みを組み合わせたハイブリッドアーキテクチャである。 本稿では,量子誤り訂正(QEC),(2)絡み合い分布と測定における並列性を利用したパイプライン化戦略,(3)論理誤差率とクロック速度の観点からの性能評価を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.101459210965074
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose Shuttling-based Distributed Quantum Computing (SDQC), a hybrid architecture that combines the strengths of physical qubit shuttling and distributed quantum computing to enable scalable trapped-ion quantum computing. SDQC performs non-local quantum operations by distributing entangled ion qubits via deterministic shuttling, combining the high-fidelity and deterministic operations of shuttling-based architectures with the parallelism and pipelining advantages of distributed quantum computing. We present (1) a practical architecture incorporating quantum error correction (QEC), (2) pipelining strategies to exploit parallelism in entanglement distribution and measurement, and (3) a performance evaluation in terms of logical error rate and clock speed. For a 256-bit elliptic-curve discrete logarithm problem (ECDLP) instance, which requires 2,871 logical qubits at code distance 13, SDQC achieves a logical error rate which is $1.20^{+0.94}_{-0.45}\times10^{-8}$ of Photonic DQC error rate and $3.79^{+5.09}_{-2.84}\times10^{-3}$ of Quantum Charge-Coupled Device (QCCD) error rate, while providing 2.82 times faster logical clock speed than QCCD.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,物理的量子ビットシャットリングと分散量子コンピューティングの強みを組み合わせて,スケーラブルなトラップオン量子コンピューティングを実現するハイブリッドアーキテクチャであるShuttling-based Distributed Quantum Computing (SDQC)を提案する。 SDQCは、分岐したイオン量子ビットを決定論的シャットリングにより分散し、シャットリングに基づくアーキテクチャの高忠実かつ決定論的操作と、分散量子コンピューティングの並列性とパイプライン化の利点を組み合わせた非局所量子演算を行う。 本稿では,(1)量子誤り訂正(QEC)を取り入れた実用的アーキテクチャ,(2)絡み合い分布と測定における並列性を活用するためのパイプライン化戦略,(3)論理誤差率とクロック速度の観点からの性能評価を行う。 256ビット楕円曲線離散対数問題(ECDLP)の場合、コード距離13で2,871個の論理量子ビットを必要とするSDQCは1.20^{+0.94}_{-0.45}\times10^{-8}$フォトニックDQCエラーレート3.79^{+5.09}_{-2.84}\times10^{-3}$ of Quantum Charge-Coupled Device (QCCD)エラーレート2.82倍の論理クロック速度を提供する。

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