論文の概要: InterQ: Communication-Aware Scheduling Across Modular QPUs with Classical and Quantum Links
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.17769v1
- Date: Mon, 18 May 2026 02:39:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-19 17:57:48.603853
- Title: InterQ: Communication-Aware Scheduling Across Modular QPUs with Classical and Quantum Links
- Title（参考訳）: InterQ: 古典的および量子的リンクを持つモジュールQPU間の通信認識スケジューリング
- Authors: Vinooth Kulkarni, Jaehyun Lee, Lauren Li, Aaron Orenstein, Xinpeng Li, Shuai Xu, Daniel Blankenberg, Vipin Chaudhary,
- Abstract要約: 異種通信モデルを用いたモジュールQPUアーキテクチャのための通信対応スケジューラであるInterQを提案する。
通信モデルとスケジューラ駆動の切断決定がスループット、レイテンシ、忠実度にどのように影響するかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.431066688492217
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As quantum computing scales toward practical workloads, future systems are expected to move beyond single monolithic processors toward modular architectures that connect multiple QPUs. Different platforms realize this modularity through different communication models: superconducting systems rely on real-time classical links and dynamic-circuit coordination, trapped-ion systems use photonic interconnects for remote entanglement, and neutral-atom systems provide strong intra-core connectivity with proposed optical links for inter-core communication. This heterogeneity makes communication-aware scheduling essential for shared modular quantum cloud environments. We present InterQ, a communication-aware scheduler for modular QPU architectures with heterogeneous communication models. InterQ jointly considers qubit capacity, placement, parallel execution, and communication-driven dependencies across distributed subcircuits, while enabling adaptive circuit cutting to reduce makespan while balancing fidelity and communication overhead. The framework distinguishes classical-link execution, where measurement and feedforward impose synchronization constraints, from quantum-link execution, where entanglement distribution and state transfer determine coordination cost. Using a unified simulation framework to compare superconducting, trapped-ion, and neutral-atom modular systems, InterQ shows how communication models and scheduler-driven cutting decisions affect throughput, latency, and fidelity. Across evaluated workloads, InterQ exposes an architecture-dependent tradeoff: neutral-atom modular QPUs achieve the highest fidelity, superconducting systems minimize runtime, and trapped-ion systems provide a balanced intermediate profile across fidelity and makespan.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングが実用的なワークロードに向かってスケールするにつれて、将来のシステムは単一のモノリシックプロセッサを超えて、複数のQPUを接続するモジュラーアーキテクチャに移行することが期待されている。
超伝導系はリアルタイムの古典的リンクと動的回路の調整に依存し、閉じ込められたイオン系は遠隔の絡み合いにフォトニック配線を使用し、中性原子系はコア間通信のために提案された光学的リンクと強力なコア内接続を提供する。
この異質性により、共有モジュール量子クラウド環境において通信対応のスケジューリングが不可欠となる。
異種通信モデルを用いたモジュールQPUアーキテクチャのための通信対応スケジューラであるInterQを提案する。
InterQは、分散サブ回路間のキュービット容量、配置、並列実行、および通信駆動の依存関係を共同で検討すると同時に、適応回路切断により、忠実性と通信オーバーヘッドのバランスを保ちながら、メースパンを低減することができる。
このフレームワークは古典的リンク実行を区別し、計測とフィードフォワードが同期制約を課し、量子リンク実行は絡み合い分布と状態移動が調整コストを決定する。
超伝導、閉じ込められたイオン、中性原子のモジュラーシステムを比較するために統一されたシミュレーションフレームワークを使用して、InterQは通信モデルとスケジューラ駆動の切断決定がスループット、レイテンシ、忠実性にどのように影響するかを示す。
中立原子モジュールQPUは最も忠実度の高いものを実現し、超伝導系はランタイムを最小化し、閉じ込められたイオン系はフィリティとメイスパンをまたいだバランスの取れた中間プロファイルを提供する。
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