論文の概要: FT-Weave: Real-Time Compilation Framework for Reconfigurable Fault-Tolerant Quantum Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.20573v1
• Date: Thu, 17 Sep 2026 15:32:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-20 08:55:54.352389
• Title: FT-Weave: Real-Time Compilation Framework for Reconfigurable Fault-Tolerant Quantum Architectures
• Title（参考訳）: FT-Weave: 再構成可能なフォールトトレラント量子アーキテクチャのためのリアルタイムコンパイルフレームワーク
• Abstract要約: 本稿では,段階対応のリアルタイムFTQCコンパイルフレームワークであるFT-Weaveを紹介する。 FT-Weaveを2つの代表的中性原子、初期のFTQCアーキテクチャ上でインスタンス化する。 FT-Weaveは2次元横フィールドイジングモデルのシミュレーションのために,ベースラインコンパイルフロー上で最大3倍の高速化を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.601291424000848
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computing (FTQC) is essential for large-scale quantum computation, but realizing useful application throughput requires coordinating resource preparation, assignment, routing, and logical execution under strict hardware and timing constraints. Many FTQC compilation approaches construct offline schedules using nominal or fixed magic-state factory throughput. Such schedules cannot respond to stochastic resource-preparation and teleportation outcomes, leading to execution stalls and hardware underutilization. In this work, we introduce FT-Weave, a stage-aware real-time FTQC compilation framework that jointly coordinates resource preparation, resource assignment, teleportation routing, and correction handling. By adapting to runtime resource availability and hardware constraints, FT-Weave allows preparation, communication, and logical execution to overlap. We instantiate FT-Weave on two representative neutral-atom, early FTQC architectures: transversal STAR and a T-state cultivation architecture. Under the evaluated hardware and latency model, FT-Weave achieves a speedup of up to 3X over a baseline compilation flow for simulations of the two-dimensional transverse-field Ising model. In the case study, we further find that maximizing exposed concurrency does not necessarily minimize execution time. Although fine-grained asynchronous execution can reduce local idle time, its smaller optimization windows and increased routing contention can outweigh these gains. Together, these results show that effective runtime coordination, rather then exposed parallelism alone, determines how efficiently FTQC resources translate into application throughput:FT-Weave provides a blueprint for solving this real-time orchestration problem across resource protocols and architectures.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)は、大規模な量子計算には不可欠であるが、有用なアプリケーションスループットを実現するには、厳密なハードウェアとタイミング制約の下で、リソースの準備、割り当て、ルーティング、論理的実行を調整する必要がある。 多くのFTQCコンパイルアプローチは、名目または固定されたマジックステートファクトリスループットを使用してオフラインスケジュールを構築する。 このようなスケジュールは、確率的なリソース準備とテレポーテーションの結果に対応できず、実行ストールとハードウェアの未使用に繋がる。 本稿では,FT-Weaveについて紹介する。FT-Weaveは,資源準備,資源割り当て,テレポーテーションルーティング,修正処理を協調的にコーディネートする,段階対応のリアルタイムFTQCコンパイルフレームワークである。 ランタイムリソースの可用性とハードウェアの制約に適応することにより、FT-Weaveは準備、通信、論理実行の重複を可能にする。 FT-Weaveを2つの代表的中性原子、初期のFTQCアーキテクチャ、すなわちtransversal STARとT状態培養アーキテクチャ上でインスタンス化する。 評価されたハードウェアとレイテンシモデルの下では,FT-Weaveは2次元横フィールドイジングモデルのシミュレーションのために,ベースラインコンパイルフロー上で最大3倍の高速化を実現する。 ケーススタディでは,公開並行性の最大化は必ずしも実行時間を最小化しないことがわかった。 きめ細かい非同期実行は局所的なアイドル時間を削減できるが、最適化ウィンドウが小さくなり、ルーティング競合が増大すれば、これらの利点を上回ることができる。 FT-Weaveは、リソースプロトコルとアーキテクチャをまたいだこのリアルタイムオーケストレーション問題を解決するための青写真を提供する。

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