論文の概要: Space-Time Tradeoffs of Pauli-Based Computation in Distributed qLDPC Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03854v1
• Date: Tue, 05 May 2026 15:19:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.997843
• Title: Space-Time Tradeoffs of Pauli-Based Computation in Distributed qLDPC Architectures
• Title（参考訳）: 分散qLDPCアーキテクチャにおけるパウリ計算の時空間トレードオフ
• Authors: Naphan Benchasattabuse, Michal Hajdušek, Rodney Van Meter,
• Abstract要約: パウリベースの計算(PBC)は、フォールトトレラント量子アルゴリズムを実行するための普遍的なフレームワークを提供する。 中間スケールでのQ-Flyアーキテクチャにおける誤り訂正符号ブロックサイズとPBCの実行時間とのトレードオフについて検討する。 量子最適化アルゴリズムに対して評価すると,qLDPC符号ブロックが実行時間において最大1桁の精度で表面コードベースラインを上回っていることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15293427903448018
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Pauli-based computation (PBC) provides a universal framework for executing fault-tolerant quantum algorithms using Pauli measurements and magic states. In monolithic architectures, the serialized nature of PBC directly ties runtime to a circuit's T-gate count, making it slow on metrics like circuit depth. However, in distributed quantum computing (DQC), the primary bottleneck is remote Bell pair generation. We investigate the tradeoff between error-correcting code block size and execution time of PBC within the Q-Fly architecture at intermediate scale, limiting individual node capacities to reflect near-term constraints while supplying abundant network nodes to minimize routing and compilation effects. We find that large qLDPC code blocks outperform the surface code baseline in terms of execution time by up to an order of magnitude when evaluated against quantum optimization algorithms. By moving groups of qubits to free nodes to bypass the sequential bottleneck of PBC, the large-block architecture minimizes network operations and achieves faster overall execution. This demonstrates that PBC is a competitive model in the distributed regime, establishing it as a practical compilation baseline for qLDPC systems before invoking more efficient transversal or homological gates.
• Abstract（参考訳）: パウリベースの計算(PBC)は、パウリの測定とマジックステートを使用してフォールトトレラント量子アルゴリズムを実行する普遍的なフレームワークを提供する。 モノリシックアーキテクチャでは、PBCのシリアライズされた性質はランタイムを回路のTゲート数に直結させ、回路深さのようなメトリクスを遅くする。 しかし、分散量子コンピューティング(DQC)において、主要なボトルネックはリモートベルペア生成である。 本稿では,Q-Flyアーキテクチャにおける誤り訂正符号ブロックサイズとPBCの実行時間とのトレードオフについて検討する。 量子最適化アルゴリズムに対して評価すると,qLDPC符号ブロックが実行時間において最大1桁の精度で表面コードベースラインを上回っていることが判明した。 キュービットのグループをフリーノードに移動してPBCのシーケンシャルなボトルネックを回避することにより、大きなブロックアーキテクチャはネットワーク操作を最小化し、全体の実行を高速化する。 このことは、PBCが分散システムにおける競争モデルであることを示し、より効率的なトランスバーサルゲートやホモロジーゲートを呼び出す前に、qLDPCシステムの実用的なコンパイルベースラインとして確立している。

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