論文の概要: AtomFlow: An End-to-End FPGA-Based Control Architecture for Neutral Atom Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.11490v1
• Date: Mon, 13 Jul 2026 12:46:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-14 17:47:21.467444
• Title: AtomFlow: An End-to-End FPGA-Based Control Architecture for Neutral Atom Quantum Computers
• Title（参考訳）: AtomFlow: 中性原子量子コンピュータのためのFPGAベースのエンドツーエンド制御アーキテクチャ
• Abstract要約: AtomFlowは蛍光画像解析と新しく開発された原子再構成アルゴリズムを単一のZynq UltraScale+デバイスに集約する。 AtomFlowは、エンド・ツー・エンドのレイテンシが25.3ms、ファースト・モーブのレイテンシが4ms、平均移動が1msである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8339320861642727
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Neutral Atom Quantum Computing (NAQC) is an emerging modality for scalable quantum computation, valued for its long coherence times and the naturally identical atomic qubits. However, one of the main drawbacks is its slow execution rate, dominated by lengthy classical processing tasks, such as fluorescence imaging, cooling, and atom rearrangement. We address this bottleneck with AtomFlow, a field-programmable gate array (FPGA)-based control architecture that consolidates fluorescence-image analysis and a newly developed atom-rearrangement algorithm onto a single Zynq UltraScale+ device. By co-locating the two stages on the same board and emitting rearrangement moves in a streaming fashion as soon as they are computed, AtomFlow eliminates the round-trip latency of conventional host-mediated pipelines. Evaluated on a 16x16 atom array, AtomFlow achieves an end-to-end latency of 25.3 ms with a first-move latency of 4 ms and an average move generation of 1 ms. Furthermore, our scalability analysis demonstrates that the architecture can readily support larger atom arrays within a single-board resource budget.
• Abstract（参考訳）: ニュートラル原子量子コンピューティング(NAQC)は、その長いコヒーレンス時間と自然に同一の原子量子ビットで評価される、スケーラブルな量子計算の新たなモダリティである。 しかし、主な欠点の1つは実行速度の遅いことであり、蛍光イメージング、冷却、原子再構成といった古典的な処理の長いタスクに支配されている。 我々は、蛍光画像解析と新しく開発された原子再配置アルゴリズムを単一のZynq UltraScale+デバイスに集約する、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)ベースの制御アーキテクチャであるAtomFlowで、このボトルネックに対処する。 同じボード上に2つのステージを共同配置し、計算した直後に再配置をストリーミング形式で実行することで、AtomFlowは従来のホスト経由のパイプラインのラウンドトリップレイテンシを排除します。 原文(投稿日:2010/01/16)へのリンク AtomFlowは16x16原子配列に基づいて評価され、最初の移動遅延4msと平均移動生成1msで、エンドツーエンドのレイテンシ25.3msを実現します。

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