論文の概要: DynaMite: Dynamic Measurement Scheduling To Accelerate Fault-Tolerant Quantum Programs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.05233v1
• Date: Tue, 03 Nov 2026 17:18:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-07 13:31:03.134103
• Title: DynaMite: Dynamic Measurement Scheduling To Accelerate Fault-Tolerant Quantum Programs
• Title（参考訳）: DynaMite: フォールトトレラントな量子プログラムを高速化するための動的計測スケジューリング
• Abstract要約: 量子コンピュータのためのリアルタイム計測遅延選択ポリシーであるDynaMiteを提案する。 ダイナマイトはLCTを平均1.69倍、最大2.29倍、LERを平均0.46倍、ベースラインを最大0.13倍に減少させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3337649604249746
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computers run millions of logical cycles to perform quantum error correction (QEC). As logical operations span entire logical cycles, the logical cycle time (LCT) dictates program runtime. Qubit measurements, critical to extract parity information for QEC, are the slowest operations and account for 43-86% of LCT. Measurement latencies impact fidelity: fast measurements lower our ability to correctly classify quantum states, whereas slow measurements increase the likelihood of decoherence. Hardware providers thus calibrate measurement latencies that maximize readout fidelity per qubit and use them to schedule all measurements during program execution. However, calibrated latencies are sub-optimal for logical performance because logical cycles span multiple QEC rounds, during which data qubits are not measured. This increases LCT and logical error rates (LERs) due to decoherence at the logical level. We propose DynaMite, a lightweight real-time measurement latency selection policy built on two key insights. First, logical cycles must use a measurement latency that is fast enough to reduce both LCT and LER for the QEC code, instead of the calibrated latency that only maximizes readout fidelity. Second, not all logical cycles are equal; many do not fully utilize the error budget of the QEC code, i.e., the number of failed parity checks it can tolerate without compromising LER. These cycles could use even faster measurements but do not, because latencies are chosen statically, whereas error information is only available at runtime. DynaMite exploits the fact that a logical cycle comprises multiple QEC rounds and selects the fastest latency for an upcoming round based on the error budget left and rounds remaining. Our evaluations show that DynaMite reduces LCT by 1.69x on average and up to 2.29x, and reduces LER to 0.46x on average and up to 0.13x of baseline.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子コンピュータは数百万の論理サイクルを実行し、量子エラー補正(QEC)を行う。 論理演算は論理サイクル全体にわたって行われるため、論理サイクル時間(LCT)はプログラムの実行を規定する。 QECのパリティ情報を抽出するのに重要なQubit測定は、最も遅い演算であり、LCTの43-86%を占めている。 速度測定は量子状態の正しい分類能力を低下させる一方、遅い測定はデコヒーレンスの可能性を高める。 これにより、ハードウェアプロバイダは、キュービット当たりの読み出し忠実度を最大化する測定レイテンシを調整し、プログラム実行中のすべての測定をスケジュールする。 しかし、論理サイクルが複数のQECラウンドにまたがるため、データキュービットが測定されない場合、キャリブレーションされたレイテンシは論理性能のサブ最適である。 これにより、論理レベルでのデコヒーレンスによりLCTと論理誤差率(LER)が増加する。 2つの重要な洞察に基づいて構築された、軽量なリアルタイム計測遅延選択ポリシーであるDynaMiteを提案する。 第一に、論理サイクルは、読み出しフィリティを最大化するのみのキャリブレーションレイテンシの代わりに、QECコードのLCTとLERの両方を削減するのに十分な速度の計測遅延を使用する必要がある。 第二に、全ての論理サイクルが等しいわけではない; 多くはQECコードのエラー予算を完全に活用していない、すなわち、LERを妥協することなく許容できるパリティチェックの失敗の数である。 レイテンシは静的に選択されるが、エラー情報は実行時にのみ利用できる。 DynaMiteは、論理サイクルが複数のQECラウンドで構成されており、残るエラー予算とラウンドに基づいて、次のラウンドの最速のレイテンシを選択するという事実を活用する。 評価の結果,DynaMiteはLCTを平均1.69倍,最大2.29倍,LERを平均0.46倍,ベースラインを最大0.13倍まで減少させることがわかった。

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