論文の概要: C-Phase-Aware Compilation for Efficient Fault-Tolerant Quantum Execution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14042v1
• Date: Wed, 13 May 2026 19:03:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.470663
• Title: C-Phase-Aware Compilation for Efficient Fault-Tolerant Quantum Execution
• Title（参考訳）: C-Phase-Aware Compilation for Efficient Fault-Tolerant Quantum Execution
• Authors: Dhanvi Bharadwaj, Siddharth Dangwal, Yuewen Hou, Gokul Subramanian Ravi,
• Abstract要約: 本研究は,アルゴリズム構造と格子手術を直接統合したマイクロアーキテクチャ・アウェアコンパイル手法を提案する。 空間配置とルーティング制約を正確にモデル化する動的イベント駆動型スケジューリング戦略を設計する。 このアプローチはアイドルリソースを大幅に削減し、標準ベースラインと比較して59.7$times$実行時間を短縮する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.635939418192339
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Achieving practical quantum advantage on fault-tolerant quantum computers (FTQC) is fundamentally constrained by the substantial spatial and temporal overheads required to map logical operations onto physical hardware. Existing compilation approaches typically adopt coarse-grained, slice-based abstractions that overlook fine-grained microarchitectural effects, such as routing contention, leading to inefficient resource utilization and limited alignment between algorithm structure and hardware capabilities. This work presents a microarchitecture-aware compilation approach that integrates algorithmic structure directly with lattice surgery (LS) execution. By leveraging the commutativity of C-Phase operations, the method transforms inherently sequential gate sequences into concurrent multi-target interactions, effectively removing artificial dependencies and exposing significant instruction-level parallelism. To enable this, we design a dynamic, event-driven scheduling strategy that accurately models spatial layout and routing constraints, allowing operations to overlap in time while minimizing contention. Through improved coordination of computation and communication, this approach substantially reduces idle resources and achieves up to a 59.7$\times$ reduction in execution time compared to standard baselines.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピュータ(FTQC)の実用的な量子優位性は、論理演算を物理ハードウェアにマッピングするために必要な空間的および時間的オーバーヘッドによって根本的に制限されている。 既存のコンパイルアプローチでは、ルーティング競合のようなきめ細かいマイクロアーキテクチャ効果を見落とし、非効率なリソース利用とアルゴリズム構造とハードウェア機能の間の限定的なアライメントをもたらす、粗い粒度のスライスベースの抽象化が一般的である。 本研究は,アルゴリズム構造と格子手術(LS)を直接統合したマイクロアーキテクチャ・アウェアコンパイル手法を提案する。 C-Phase操作の可換性を活用することにより、本質的にシーケンシャルなゲートシーケンスを並列なマルチターゲットインタラクションに変換し、人工的な依存関係を効果的に除去し、命令レベルの並列性を顕著に示す。 これを実現するために,空間的レイアウトやルーティングの制約を正確にモデル化し,競合を最小限に抑えながら操作を時間的に重なるような動的イベント駆動型スケジューリング戦略を設計する。 計算と通信のコーディネーションの改善により、この手法はアイドルリソースを大幅に削減し、標準ベースラインと比較して59.7$\times$実行時間を短縮する。

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