論文の概要: A Platform-aware Compilation Framework for Fault-tolerant Quantum Computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.08908v1
- Date: Tue, 08 Sep 2026 15:41:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 15:22:10.096075
- Title: A Platform-aware Compilation Framework for Fault-tolerant Quantum Computation
- Title（参考訳）: フォールトトレラント量子計算のためのプラットフォーム対応コンパイルフレームワーク
- Abstract要約: 本稿では,量子回路をハードウェア互換の命令セットに再コンパイルするプラットフォーム対応コンパイルフレームワークを提案する。
我々は、2次元フェルミハバードモデルのハミルトンシミュレーションと、小さな分子の固有エネルギー推定のためのフレームワークをベンチマークした。
後者については,102$ms (フォトニクス,超伝導) から105$ms (中性原子) まで,$sim104$物理量子ビットとアルゴリズムを用いて,エンドツーエンドの量子シミュレーションを実現できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The compilation of an algorithm can vary significantly with the choice of physical hardware platform and error correction model. Yet, current compilation frameworks typically commit to a single architecture-hardware configuration, making it difficult to assess resource estimates across platforms. We present a platform-aware compilation framework that re-compiles a quantum circuit into a hardware-compatible instruction set as well as fault-tolerant operations and provides end-to-end resource estimates in terms of physical-qubit count, time-to-solution, and classical processing time. We benchmark the framework by obtaining end-to-end resource estimates for different compilers, each tailored to the functionalities of specific hardware modalities: connectivity, clock speed, and noise model. As part of this framework, we introduce a transversal active volume (t-AV) compilation architecture designed for the efficient execution of fault-tolerant operations in platforms supporting long-range logical connectivity. We benchmark the framework for Hamiltonian simulation of the 2D Fermi Hubbard model as well as for eigenenergy estimation of a small molecule (trimethylenemethane) as a candidate for early fault-tolerant demonstration of quantum chemistry. For the latter, we show that end-to-end quantum simulations can be achieved with $\sim10^4$ physical qubits and runtimes ranging from $10^2$ ms (photonics, superconducting) to $10^5$ ms (neutral atoms).
- Abstract（参考訳）: アルゴリズムのコンパイルは物理ハードウェアプラットフォームと誤り訂正モデルの選択によって大きく異なる。
しかし、現在のコンパイルフレームワークは通常、単一のアーキテクチャ対応のコンフィギュレーションをコミットするので、プラットフォーム間でのリソース推定を評価するのが難しくなる。
本稿では,量子回路をハードウェア互換の命令セットとフォールトトレラントな演算に再コンパイルするプラットフォーム対応コンパイルフレームワークを提案する。
我々は、異なるコンパイラーに対するエンドツーエンドのリソース推定値を取得し、それぞれが接続性、クロック速度、ノイズモデルといった特定のハードウェアモダリティの機能に合わせて、フレームワークをベンチマークする。
このフレームワークの一部として,長距離論理接続をサポートするプラットフォームにおいて,フォールトトレラント動作の効率的な実行を目的とした,トランスバーサルアクティブボリューム(t-AV)コンパイルアーキテクチャを導入する。
我々は、2次元フェルミハバードモデルのハミルトンシミュレーションと、量子化学の初期のフォールトトレラントな実証の候補として小さな分子(トリメチレンメタン)の固有エネルギー推定のためのフレームワークをベンチマークした。
後者では,10^2$ ms (フォトニクス,超伝導) から10^5$ ms (中性原子) まで,$\sim10^4$物理量子ビットとランタイムを用いて,エンドツーエンドの量子シミュレーションを実現できることを示す。
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