論文の概要: From QCCD Trapped-Ion Hardware to Quantum Compilers: Capabilities, Architectures, and Compilation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.36965v1
- Date: Tue, 27 Oct 2026 10:21:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-29 04:15:49.256725
- Title: From QCCD Trapped-Ion Hardware to Quantum Compilers: Capabilities, Architectures, and Compilation
- Title（参考訳）: QCCDトラップオンハードウェアから量子コンパイラへ:能力,アーキテクチャ,コンパイル
- Abstract要約: ハードウェアプラットフォームとコンパイラソフトウェアスタックは、主に異なる研究コミュニティによって独立して開発されている。
この作業は、QCCDアーキテクチャとネイティブ操作を抽象化することで、これらのコミュニティを橋渡しすることを目的としている。
結果として得られる設計空間は、それぞれが独自のコンパイル問題に対処する、小さなアーキテクチャのアーカイタイプにまとめられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.204749028079245
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Shuttling-based trapped-ion quantum computers (QCCD) rank among the most mature hardware platforms. Existing and envisaged devices exhibit architectural differences in terms of register layout and connectivity. Platform-specific compilers are required to translate quantum circuits into resource-optimized hardware-level command chains. Hardware platforms and compiler software stacks are mostly developed independently of one another by different research communities. This work aims to bridge these communities by abstracting QCCD architectures and native operations, enabling computer scientists to address compilation problems using generic methods without requiring a deep background in the physical operating principles of the platform. The resulting design space is organized into a small set of architectural archetypes, each posing its own compilation problem. We then select and apply compilation methods to one- and two-dimensional QCCD architectures, finding that the routing overhead scales approximately cubically with the number of qubits for the one-dimensional architecture and approximately quadratically for the two-dimensional one. Extending this to compilation with a quantum error-correction layer reveals additional differences and similarities between the physical and logical levels. We conclude that co-design is a requirement rather than an option, and this work provides the vocabulary, archetypes, and compilation abstraction it needs.
- Abstract（参考訳）: シャットリングベースのトラップイオン量子コンピュータ(QCCD)は、最も成熟したハードウェアプラットフォームの一つである。
既存のデバイスと想定されたデバイスは、レジスタのレイアウトと接続性という点でアーキテクチャ上の違いを示す。
プラットフォーム固有のコンパイラは、量子回路をリソース最適化ハードウェアレベルのコマンドチェーンに変換する必要がある。
ハードウェアプラットフォームとコンパイラソフトウェアスタックは、主に異なる研究コミュニティによって独立して開発されている。
この研究は、QCCDアーキテクチャとネイティブ操作を抽象化することで、これらのコミュニティを橋渡しすることを目的としている。
結果として得られる設計空間は、それぞれが独自のコンパイル問題に対処する、小さなアーキテクチャのアーカイタイプにまとめられる。
次に、1次元および2次元のQCCDアーキテクチャに対してコンパイル法を選択して適用し、ルーティングオーバヘッドが1次元のアーキテクチャのキュービット数とほぼ2次元のアーキテクチャのほぼ2乗スケールすることを示した。
これを量子エラー補正層でコンパイルに拡張すると、物理レベルと論理レベルのさらなる違いと類似性が明らかになる。
我々は、共同設計は選択肢ではなく要件であると結論付け、この作業は、必要な語彙、古式、およびコンパイル抽象化を提供する。
関連論文リスト
- Quantum computers will not be that different: A blueprint for quantum computer architecture at scale [19.78580080833068]
本稿では、実用規模量子アーキテクチャは、主に結合量子古典システムにおけるコストパフォーマンスの問題であると主張する。
我々のアーキテクチャの青写真はクリーンな論理的抽象化に基づいて構成されており、命令セットアーキテクチャ(ISA)境界の下にある物理キュービットの細部と複雑さを隠蔽している。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-09-17T03:30:15Z) - Quantum Compiler Design for Fault-Tolerant Quantum Computing [14.739903011159207]
本調査では,QECで保護された量子計算のためのコンパイラ設計のフルスタックビューを示す。
既存の作業は,論理レベルのQECコンパイル,物理レベルのQEC実現,実行時統合という,3つの相互作用するレイヤにまとめる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-09-15T17:05:49Z) - CUDA-Q Logical: Retargetable Compilation for Fault-Tolerant Quantum Computing [30.490749390369032]
本稿では,フォールトトレラントコンパイル,解析,実行のためのコンパイラ基盤であるQ-Q Logicalを紹介する。
すべてのリソース見積をコンパイラアーティファクトから直接引き出すことで、フレームワークはコンパイルとリソース分析を統一する。
スケジュール推定と既存の独立モデルとの整合性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-09-11T18:00:16Z) - Architectural scaling tradeoffs in modular 3D bosonic quantum processors [60.61253784194378]
結合キャビティモジュールを相互接続した3次元ボソニック量子プロセッサを提案する。
相互接続数,通信距離,リソース集中度,実装複雑性の観点から,最寄り,ハブベース,ハイブリッドアーキテクチャを比較した。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-08-22T02:31:24Z) - A Three-Layer Architecture for Fault-Tolerant Quantum Computing [15.654993410383376]
フォールトトレランスは、大規模な普遍量子コンピュータを構築するのに必須の前提条件である。
本稿では,一般的なフォールトトレラント量子計算のためのハードウェア非依存の3層アーキテクチャフレームワークを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-06-21T10:11:38Z) - A Scalable Distributed Quantum Optimization Framework via Factor Graph Paradigm [46.08923284345648]
分散量子最適化のための構造認識フレームワークを提案する。
検索スペースが$N$の場合、我々のフレームワークはプロセッサやセパレータに依存した要素に対して$O(sqrtN)$クエリ複雑性を達成する。
構造を考慮した分解は、量子ネットワーク上でのスケーラブルな分散量子最適化に実践的な道をもたらすことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-08T15:15:52Z) - Extractors: QLDPC Architectures for Efficient Pauli-Based Computation [39.98920557126034]
本稿では,任意のQLDPCメモリをPauliベースの計算に適した計算ブロックに拡張できる新しいプリミティブを提案する。
特に、メモリ上でサポートされている任意の論理パウリ演算子は、1つの論理サイクルでフォールトトレラントに測定できる。
我々のアーキテクチャは並列論理的測定により普遍的な量子回路を実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-13T14:07:40Z) - The Basis of Design Tools for Quantum Computing: Arrays, Decision
Diagrams, Tensor Networks, and ZX-Calculus [55.58528469973086]
量子コンピュータは、古典的コンピュータが決して起こらない重要な問題を効率的に解決することを約束する。
完全に自動化された量子ソフトウェアスタックを開発する必要がある。
この研究は、今日のツールの"内部"の外観を提供し、量子回路のシミュレーション、コンパイル、検証などにおいてこれらの手段がどのように利用されるかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T19:00:00Z) - Backend compiler phases for trapped-ion quantum computers [0.0]
本稿では,QCCDアーキテクチャ上での量子回路実行に必要なバックエンドコンパイラの位相について述べる。
組立命令を生成する際に発生する最適化問題を解くための戦略を提供する。
我々はQVLS-Q1チップアーキテクチャのためにこれらの戦略を実装しテストする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-01T14:56:16Z) - Extending C++ for Heterogeneous Quantum-Classical Computing [56.782064931823015]
qcorはC++とコンパイラの実装の言語拡張で、異種量子古典プログラミング、コンパイル、単一ソースコンテキストでの実行を可能にする。
我々の研究は、量子言語で高レベルな量子カーネル(関数)を表現できる、第一種C++コンパイラを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-08T12:49:07Z) - t$|$ket$\rangle$ : A Retargetable Compiler for NISQ Devices [55.41644538483948]
t$|$ket$rangle$は、様々なNISQデバイス向けのコードを生成するために設計された言語に依存しない最適化コンパイラである。
コンパイラは広範囲にベンチマークされ、回路最適化とキュービットルーティングの点でほとんどの競合より優れている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-24T01:49:08Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。