論文の概要: Near-Term Reduction in Nonlocal Gate Count from Distributed Logical Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.21722v1
• Date: Thu, 23 Apr 2026 14:25:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-24 14:40:06.594565
• Title: Near-Term Reduction in Nonlocal Gate Count from Distributed Logical Qubits
• Title（参考訳）: 分散論理量を用いた非局所ゲート数の時間的削減
• Authors: Bruno Avritzer, Nathan Sankary,
• Abstract要約: 我々は、模範カラーコードファミリを用いた量子ビット割当手法を開発した。 論理ゲート毎にシンドローム抽出を行う場合,プロセッサ非局所ゲートの10%削減が達成可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Modular quantum computing architectures require error correction schemes that remain effective in the presence of noisy inter-processor operations. As such, minimizing the number of such operations on logical circuits partitioned across quantum processors is a primary objective of distributed quantum computing. In this work, we develop basic techniques for qubit allocation using an exemplar color code family and explore generalizations to other color codes. In particular, we show that a 10% reduction in processor-nonlocal gates is achievable in a setting where syndrome extraction occurs after every logical gate, as in today's devices, and that this scales to significantly greater advantages in the multi-qubit case. We also explore methods of achieving universal gate sets efficiently in this distributed logical setting and evaluate the trade-offs of multiple approaches such as magic state distillation, code switching, and a new method based on logical swaps. Finally, we discuss some considerations for an allocation algorithm for these architectures to perform scalably and connect it to existing work on quantum circuit partitions.
• Abstract（参考訳）: モジュラー量子コンピューティングアーキテクチャは、ノイズの多いプロセッサ間操作の存在下で有効であるエラー補正スキームを必要とする。 そのため、量子プロセッサ間でパーティショニングされた論理回路上のそのような演算数を最小化することが、分散量子コンピューティングの主要な目的である。 本研究では,代表的なカラーコードファミリを用いたキュービットアロケーションの基礎技術を開発し,他のカラーコードへの一般化を探求する。 特に, プロセッサ非局所ゲートの10%削減は, 今日のデバイスのように, 論理ゲート毎にシンドローム抽出が発生するような環境で達成可能であることを示し, マルチキュービットの場合において, はるかに大きなメリットがあることを示した。 また、この分散論理的設定において、普遍ゲートセットを効率的に達成する方法を検討し、マジック状態蒸留、コード切替、論理スワップに基づく新しい方法など、複数のアプローチのトレードオフを評価する。 最後に,これらのアーキテクチャの割り当てアルゴリズムについて検討し,量子回路分割に関する既存の研究と結びつけた。

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