論文の概要: Shuttling Compiler for Trapped-Ion Quantum Computers Based on Large Language Models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.18021v1
• Date: Fri, 19 Dec 2025 19:29:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-23 18:54:32.152858
• Title: Shuttling Compiler for Trapped-Ion Quantum Computers Based on Large Language Models
• Title（参考訳）: 大規模言語モデルに基づくトラップオン量子コンピュータのシャットリングコンパイラ
• Authors: Fabian Kreppel, Reza Salkhordeh, Ferdinand Schmidt-Kaler, André Brinkmann,
• Abstract要約: トラップイオン量子コンピュータは、量子処理ユニット内のサブレジスタ間の接続を確立するための接続操作に依存している。 本稿では,この課題に対処するために,言語増加モデルに基づくレイアウトコンパイル戦略を提案する。 分岐イオン量子コンピュータのためのLLMベースのコンパイラの開発基盤を提供することを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.588919587175543
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Trapped-ion quantum computers based on segmented traps rely on shuttling operations to establish connectivity between multiple sub-registers within a quantum processing unit. Several architectures of increasing complexity have already been realized, including linear arrays, racetrack loops, and junction-based layouts. As hardware capabilities advance, the need arises for flexible software layers within the control stack to manage qubit routing$\unicode{x2014}$the process of dynamically reconfiguring qubit positions so that all qubits involved in a gate operation are co-located within the same segment. Existing approaches typically employ architecture-specific heuristics, which become impractical as system complexity grows. To address this challenge, we propose a layout-independent compilation strategy based on large language models (LLMs). Specifically, we fine-tune pretrained LLMs to generate the required shuttling operations. We evaluate this approach on both linear and branched one-dimensional architectures, demonstrating that it provides a foundation for developing LLM-based shuttling compilers for trapped-ion quantum computers.
• Abstract（参考訳）: セグメンテッドトラップに基づくトラップドイオン量子コンピュータは、量子処理ユニット内の複数のサブレジスタ間の接続を確立するためにシャットリング操作に依存する。 複雑化するアーキテクチャは、線形配列、レーストラックループ、ジャンクションベースのレイアウトなど、すでに実現されている。 ハードウェア機能が進歩するにつれて、制御スタック内の柔軟なソフトウェアレイヤが、qubitルーティングを管理するために必要となる。$\unicode{x2014}$ qubit位置を動的に再構成し、ゲート操作に関わる全てのキュービットが同じセグメント内で同時に配置されるようにする。 既存のアプローチではアーキテクチャ固有のヒューリスティックを採用しており、システムの複雑さが増大するにつれて実用的ではない。 そこで本稿では,大規模言語モデル(LLM)に基づくレイアウトに依存しないコンパイル戦略を提案する。 具体的には、必要なシャットリング操作を生成するために、予め訓練したLCMを微調整する。 本手法は線形および分岐1次元アーキテクチャで評価し,LLMベースの量子コンピュータ用シャットリングコンパイラの開発の基礎となることを実証した。

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