論文の概要: QLLVM: A Scalable Quantum-Classical Co-Compilation Framework based on LLVM

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.15094v1
• Date: Thu, 16 Apr 2026 14:53:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.959403
• Title: QLLVM: A Scalable Quantum-Classical Co-Compilation Framework based on LLVM
• Title（参考訳）: QLLVM:LLVMをベースにしたスケーラブルな量子古典的共コンパイルフレームワーク
• Authors: Yu Zhu, Qiming Du, Yuqiong Jin, Woji He, Hang Lian, Xin Zhou, Jinchen Xu, Zheng Shan,
• Abstract要約: LLVM上に構築された高度な量子-古典的共コンパイルフレームワークであるQLLVMについて述べる。 QLLVMはエンドツーエンドのLLVMベースのコンパイルワークフローを提供する。 実験の結果、MQTBenchベンチマークスイートでは、QLLVMは最先端のコンパイラと比較して回路深さとゲート数を削減することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.256935831829888
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: To address the urgent need in the NISQ era for high-performance, scalable quantum compilers and to advance the integration of classical and quantum computing, we present QLLVM, an advanced Quantum-Classical co-compilation framework built on LLVM. To our knowledge, QLLVM delivers an end-to-end, LLVM-based compilation workflow that unifies the build of classical high-performance programs, including CUDA, MPI, and C++, together with quantum programs into a single executable. For quantum program compilation, QLLVM adopts a three-stage design: high-level optimizations are implemented in the MLIR Quantum dialect and then lowered to QIR, an LLVM IR-based representation, for low-level optimization and hardware mapping. Its extensible architecture and seamless interoperability with classical high-performance computing provide an efficient, flexible, industrial-grade compilation infrastructure for future quantum software development. Experimental results show that, on the MQTBench benchmark suite, QLLVM reduces circuit depth and gate counts compared with state-of-the-art compilers and demonstrates clear advantages in compiling hybrid classical-quantum programs.
• Abstract（参考訳）: 高性能でスケーラブルな量子コンパイラのためのNISQ時代の緊急ニーズに対処し、古典的および量子コンピューティングの統合を推進すべく、LLVM上に構築された先進的な量子-古典的共コンパイルフレームワークであるQLLVMを提案する。 我々の知る限り、QLLVMはエンドツーエンドのLLVMベースのコンパイルワークフローを提供しており、CUDA、MPI、C++などの古典的なハイパフォーマンスプログラムと、量子プログラムを単一の実行可能ファイルにまとめています。 QLLVMは3段階の設計を採用する: 高レベル最適化はMLIR量子弁で実装され、低レベル最適化とハードウェアマッピングのためにLLVM IRベースの表現であるQIRに下降する。 その拡張可能なアーキテクチャと古典的ハイパフォーマンスコンピューティングとのシームレスな相互運用性は、将来の量子ソフトウェア開発のための効率的で柔軟な産業レベルのコンパイル基盤を提供する。 実験の結果、MQTBenchベンチマークスイートでは、QLLVMは最先端のコンパイラと比較して回路深さとゲート数を削減し、ハイブリッドな古典量子プログラムをコンパイルする際の明確な利点を示している。

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