論文の概要: Adaptive Entanglement Management in Quantum Multi-Core Architectures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.14592v1
- Date: Thu, 16 Jul 2026 05:41:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-17 17:01:33.003881
- Title: Adaptive Entanglement Management in Quantum Multi-Core Architectures
- Title（参考訳）: 量子多コアアーキテクチャにおける適応エンタングルメント管理
- Authors: Rajeswari Suance P S, Anubhab Dutta, Ruchika Gupta, John Jose,
- Abstract要約: マルチコア量子プロセッサにおける3つの絡み合い管理パラダイムについて検討する。
本稿では,ACGPがODGやCGPと比較して平均テレポーテーション遅延を著しく低減することを示す。
これらの結果から,適応型絡み合い管理はスケーラブルな量子マルチコアシステムにおける通信効率を大幅に向上させることができることが示された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5949779668853555
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scalable quantum computing architectures increasingly rely on multi-core designs, where qubits are distributed across multiple processing cores interconnected through a quantum Network-on-Chip (NoC). In such systems, inter-core communication is typically realized through entanglement-assisted quantum teleportation, making efficient entanglement generation critical for performance. In this paper, we perform a comparative study of three entanglement management paradigms for multi-core quantum processors: reactive on-demand generation (ODG), proactive continuous pre-generation (CGP), and an adaptive continuous pre-generation approach (ACGP). While ODG generates entanglement only when required, CGP reduces average teleportation latency by pre-generating EPR pairs in the background. To improve upon this, we propose ACGP which dynamically adjusts entanglement generation probabilities based on observed inter-core communication patterns. We evaluate these approaches using an extended SeQUeNCe simulator on mesh-based multi-core architectures on real benchmark circuits. Results show that ACGP significantly reduces average teleportation latency compared to ODG and CGP. Although pre-generation introduces fidelity degradation due to storage time, entanglement purification effectively restores fidelity with minimal impact on latency. These results demonstrate that adaptive entanglement managements can substantially improve communication efficiency in scalable quantum multi-core systems.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子コンピューティングアーキテクチャは、量子ネットワークオンチップ(NoC)を介して相互接続された複数の処理コアにキュービットを分散するマルチコア設計に依存している。
このようなシステムでは、コア間通信は通常、絡み合い支援の量子テレポーテーションによって実現され、効率的な絡み合い生成が性能にとって重要となる。
本稿では,マルチコア量子プロセッサにおける3つのエンタングルメント管理パラダイム – リアクティブオンデマンド生成(ODG),プロアクティブ連続前世代(CGP),適応連続前世代(ACGP) – の比較研究を行う。
ODGは必要なときにだけ絡み合いを発生させるが、CGPはバックグラウンドでEPRペアを事前に生成することで平均的なテレポーテーション遅延を低減する。
これを改善するために、観測されたコア間通信パターンに基づいて絡み合い発生確率を動的に調整するACGPを提案する。
実ベンチマーク回路上でのメッシュベースのマルチコアアーキテクチャ上でのSeQUeNCeシミュレータを用いて,これらの手法を評価する。
その結果,ACGPはODGやCGPと比較して平均テレポーテーション遅延を著しく低減することがわかった。
プレジェネレーションは、保存時間による忠実度劣化をもたらすが、絡み合いの浄化は、レイテンシへの影響を最小限に抑えて、効果的に忠実度を回復する。
これらの結果から,適応型絡み合い管理はスケーラブルな量子マルチコアシステムにおける通信効率を大幅に向上させることができることが示された。
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