論文の概要: Stalls and Spequlation: Pipelined Execution for Fault Tolerant Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19593v1
• Date: Wed, 17 Jun 2026 20:47:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.537961
• Title: Stalls and Spequlation: Pipelined Execution for Fault Tolerant Quantum Computation
• Title（参考訳）: 故障耐性量子計算のためのパイプライン実行
• Authors: Aditi Awasthi, Gokul Subramanian Ravi, Jonathan Mark Baker,
• Abstract要約: 現在のスケジューリングモデルは論理演算をアトミックとして扱い、これらのサブシステムが順次に動作し、かなりの時間をアイドルに費やしているという事実を隠蔽している。 本稿では,各論理演算をそのコンポーネントステージに分解するパイプライン実行フレームワークを提案する。 推測によるパイプラインのパイプライン化により,非規定ベースラインに比べてパイプライン全体のステップが20～40%削減されることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6724455800127804
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computation requires the coordinated action of three distinct systems: classical control logic, quantum hardware, and classical error decoders. Current scheduling models treat logical operations as atomic, hiding the fact that these subsystems operate sequentially and spend significant time idle. We present a pipelined execution framework that decomposes each logical operation into its component stages i.e. Control, Execute, and Decode. Building on this, we discuss some speculation strategies that allow successor operations to begin processing before their predecessors have completed decoding. We evaluate our framework on several common benchmarks and show that pipelining with speculation reduces total pipeline steps by 20-40% compared to a no-speculation baseline. The most aggressive strategy consistently outperforms conservative alternatives, even though partial rollback is needed at times, because the per-rollback penalty is small relative to the parallelism gained. We further show that speculation facilitates load balancing by distributing work more evenly across the heterogeneous subsystems of a fault-tolerant quantum computer, converting idle time into useful computation while also saving on execution time.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子計算は、古典的な制御論理、量子ハードウェア、古典的なエラーデコーダという3つの異なるシステムの協調動作を必要とする。 現在のスケジューリングモデルは論理演算をアトミックとして扱い、これらのサブシステムが順次に動作し、かなりの時間をアイドルに費やしているという事実を隠蔽している。 本稿では,各論理演算をそのコンポーネントステージ,すなわち制御,実行,デコードに分解するパイプライン実行フレームワークを提案する。 これに基づいて,先任者が復号を完了する前に,後継運用が処理を開始できるようにする投機戦略について議論する。 提案手法をいくつかの共通ベンチマークで評価し,提案手法を用いてパイプライン全体のステップを20～40%削減することを示す。 最も攻撃的な戦略は、ロールバック当たりのペナルティが並列性に比較して小さいため、部分的にロールバックする必要があるとしても、保守的な選択肢を一貫して上回っている。 さらに,フォールトトレラントな量子コンピュータのヘテロジニアスなサブシステムに作業を均等に分散し,アイドル時間を有用な計算に変換し,実行時間を節約することで,負荷分散の促進を図っている。

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