論文の概要: Hybridlane: A Software Development Kit for Hybrid Continuous-Discrete Variable Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.10919v1
- Date: Wed, 11 Mar 2026 16:04:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-12 16:22:33.04283
- Title: Hybridlane: A Software Development Kit for Hybrid Continuous-Discrete Variable Quantum Computing
- Title（参考訳）: Hybridlane: ハイブリッド連続分散可変量子コンピューティングのためのソフトウェア開発キット
- Authors: Jim Furches, Timothy J. Stavenger, Carlos Ortiz Marrero,
- Abstract要約: 本稿では,ハイブリッド連続離散可変量子コンピューティングのための統一表現を提供する,オープンソースのソフトウェア開発キットであるHybridlaneを紹介する。
行列表現からのゲートセマンティクスにより、Hybridlaneは、シミュレーションを必要とせず、最小限のメモリ消費で広帯域および深帯域の回路を記述することができる。
ボソニック量子推定とイオントラップキャリブレーションによってハイブリットレーンの能力を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.38233569758620045
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hybrid quantum computing systems that combine discrete-variable qubits with continuous-variable qumodes offer promising advantages for quantum simulation, error correction, and sensing applications. However, existing quantum software frameworks lack native support for expressing and manipulating hybrid circuits, forcing developers to work with fragmented toolchains or rely on simulation-coupled representations that limit scalability. We present Hybridlane, an open-source software development kit providing a unified frontend for hybrid continuous-discrete variable quantum computing. Hybridlane introduces automatic wire type inference to distinguish qubits from qumodes without manual annotations, enabling compile-time validation of circuit correctness. By decoupling gate semantics from matrix representations, Hybridlane can describe wide and deep circuits with minimal memory consumption and without requiring simulation. The framework implements a comprehensive library of hybrid gates and decompositions following established instruction set architectures, while remaining compatible with PennyLane's extensive qubit algorithm library. Furthermore, it supports multiple backends including classical simulation with Bosonic Qiskit and hardware compilation to Sandia National Laboratories' QSCOUT ion trap. We demonstrate Hybridlane's capabilities through bosonic quantum phase estimation and ion trap calibration workflows.
- Abstract（参考訳）: 離散変数量子ビットと連続変数量子ビットを組み合わせたハイブリッド量子コンピューティングシステムは、量子シミュレーション、誤り訂正、センシングアプリケーションに有望な利点を提供する。
しかし、既存の量子ソフトウェアフレームワークはハイブリッド回路の表現と操作をネイティブにサポートしていないため、開発者は断片化されたツールチェーンを使わざるを得ず、スケーラビリティを制限したシミュレーション結合表現に頼らざるを得ない。
我々は,ハイブリッド連続離散可変量子コンピューティングのための統一フロントエンドを提供する,オープンソースのソフトウェア開発キットであるHybridlaneを紹介する。
Hybridlaneは、手動のアノテーションなしでqubitとqumodを区別するための自動ワイヤ型推論を導入し、回路の正しさのコンパイル時検証を可能にする。
ゲートのセマンティクスを行列表現から切り離すことで、ハイブリットレーンはメモリ消費を最小限に抑え、シミュレーションを必要とせず、広い回路と深い回路を記述できる。
このフレームワークは、PennyLaneの広範囲な量子ビットアルゴリズムライブラリとの互換性を維持しながら、確立された命令セットアーキテクチャに従って、ハイブリッドゲートと分解の包括的なライブラリを実装している。
さらに、Bosonic Qiskitによる古典的なシミュレーションや、Sandia National LaboratoriesのQSCOUTイオントラップへのハードウェアコンパイルなど、複数のバックエンドをサポートする。
我々は、ボソニック量子位相推定とイオントラップ校正ワークフローを通して、ハイブリッドレーンの能力を実証する。
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