論文の概要: Breaking Memory Bottlenecks in Quantum Control Systems for More Precise Experiments and Higher Throughput Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06318v2
- Date: Fri, 07 Aug 2026 23:17:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-11 13:55:18.740645
- Title: Breaking Memory Bottlenecks in Quantum Control Systems for More Precise Experiments and Higher Throughput Computing
- Title（参考訳）: より精密な実験と高速スループット計算のための量子制御系におけるメモリ・ブートネックの破壊
- Abstract要約: Ant-Qは、DRAMとBRAMを統合してパイプライン化された量子回路実行をサポートするメモリ階層設計である。
1Q と 2Q のランダム化ベンチマークにおいて、Ant-Q はディープ回路をサポートし、回路負荷と読み出しアップリンクのオーバーヘッドを低減する。
Ant-QはQubiC 3.0に統合されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.222005522192859
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: As quantum computing continues to demonstrate promise and attract growing attention, there is an increasing need for more precise experiments to advance the development of quantum devices, as well as higher circuit throughput to validate more domain applications. However, this need is hindered by a memory bottleneck at the quantum control system layer, arising from limited on-chip BRAM capacity and the non-deterministic latency of DRAM. To break this bottleneck, we present Ant-Q, a memory hierarchy design that integrates DRAM with BRAM to support pipelined quantum circuit execution while ensuring deterministic inter-circuit timing. We evaluated Ant-Q using 26 real-world experimental and computing circuits. The results show that Ant-Q supports deep circuits for 1Q and 2Q Randomized Benchmarking and reduces the overhead of circuit loading and readout uplink relative to execution time from 22.90%-1417.05% to near zero. Ant-Q is being integrated into QubiC 3.0, with part of its functionalities already available.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは将来性を示し、注目度が高まるにつれて、量子デバイスの開発を進めるためのより正確な実験や、より多くのドメインアプリケーションを検証するための高い回路スループットの必要性が高まっている。
しかし、このニーズは、オンチップのBRAM容量の制限とDRAMの非決定性レイテンシに起因する、量子制御システム層のメモリボトルネックによって妨げられている。
このボトルネックを克服するために,DRAMとBRAMを統合するメモリ階層設計であるAnt-Qを提案する。
我々は26個の実世界の実験・計算回路を用いてAnt-Qを評価した。
その結果、Ant-Qは1Qおよび2Qランダム化ベンチマークのためのディープ回路をサポートし、実行時間に対するサーキットロードとリードアウトアップリンクのオーバーヘッドを22.90%から1417.05%からほぼ0に削減した。
Ant-QはQubiC 3.0に統合されている。
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