論文の概要: QuMod: Parallel Quantum Job Scheduling on Modular QPUs using Circuit Cutting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.11013v1
• Date: Mon, 13 Apr 2026 05:27:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-14 20:13:16.344614
• Title: QuMod: Parallel Quantum Job Scheduling on Modular QPUs using Circuit Cutting
• Title（参考訳）: QuMod:回路切断を用いたモジュールQPU上での並列量子ジョブスケジューリング
• Authors: Vinooth Kulkarni, Aaron Orenstein, Xinpeng Li, Shuai Xu, Daniel Blankenberg, Vipin Chaudhary,
• Abstract要約: 多くの実世界のアプリケーションは、誤り訂正によって論理量子ビットを実現するためにスケーリングを必要とする。 ハードウェアベンダは、単一のモノリシックなQPUを越えて、相互接続を介して接続されるモジュラーアーキテクチャへと移行している。 我々は、量子ビットマッピング、並列回路実行、サブ回路間の計測同期を共同で検討するモジュール量子システムのためのマルチプログラマブルスケジューラを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.668642748122506
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum computing community is increasingly positioning quantum processors as accelerators within classical HPC workflows, analogous to GPUs and TPUs. However, many real-world applications require scaling to hundreds or thousands of physical qubits to realize logical qubits via error correction. To reach these scales, hardware vendors employing diverse technologies -- such as trapped ions, photonics, neutral atoms, and superconducting circuits -- are moving beyond single, monolithic QPUs toward modular architectures connected via interconnects. For example, IonQ has proposed photonic links for scaling, while IBM has demonstrated a modular QPU architecture by classically linking two 127-qubit devices. Using dynamic circuits, Bell-pair-based teleportation, and circuit cutting, they have shown how to execute a large quantum circuit that cannot fit on a single QPU. As interest in quantum computing grows, cloud providers must ensure fair and efficient resource allocation for multiple users sharing such modular systems. Classical interconnection of QPUs introduces new scheduling challenges, particularly when multiple jobs execute in parallel. In this work, we develop a multi-programmable scheduler for modular quantum systems that jointly considers qubit mapping, parallel circuit execution, measurement synchronization across subcircuits, and teleportation operations between QPUs using dynamic circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングコミュニティは、GPUやTPUに似た古典的なHPCワークフロー内で、量子プロセッサをアクセラレータとして位置づけている。 しかし、現実のアプリケーションの多くは、誤り訂正によって論理量子ビットを実現するために数百から数千の物理量子ビットにスケーリングする必要がある。 このような規模に達するために、トラップイオン、フォトニクス、中性原子、超伝導回路などの多様な技術を利用するハードウェアベンダーは、モノリシックなQPUをモノリシックなQPUから、相互接続を介して接続されるモジュラーアーキテクチャへと移行している。 例えば、IonQはスケーリングのためのフォトニックリンクを提案しており、IBMは2つの127量子ビットデバイスを古典的にリンクすることでモジュラQPUアーキテクチャを実証している。 動的回路、ベルペアベースのテレポーテーション、回路切断を用いて、1つのQPUに収まらない大きな量子回路を実行する方法を示した。 量子コンピューティングへの関心が高まるにつれて、クラウドプロバイダは、そのようなモジュールシステムを共有する複数のユーザに対して、公平かつ効率的なリソース割り当てを保証しなければなりません。 QPUの古典的な相互接続は、特に複数のジョブが並列に実行される場合、新しいスケジューリング課題をもたらす。 本研究では、キュービットマッピング、並列回路実行、サブ回路間の計測同期、動的回路を用いたQPU間の遠隔操作を共同で検討するモジュール量子システムのためのマルチプログラム型スケジューラを開発する。

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