摘要 - 分布式量子计算(DQC)是一种新的范式,旨在通过较小的量子处理单元(QPU)的互连来扩展量子计算。共享的纠缠允许QPU之间的两个状态和门传送。这导致了量子处理能力的有吸引力的水平缩放,这是以纠缠共享协议引入的额外时间和噪声为代价的。因此,跨多个QPU划分量子电路的方法应旨在最大程度地减少分布式QPU之间所需的基于纠缠的通信量。现有协议倾向于主要集中于优化门传送或状态传送的纠缠成本,以涵盖QPU之间的操作,而不是同时涵盖QPU之间的操作。问题的最一般形式应在同一基础上处理门和状态传送,从而使两者组合的成本电路分区最小。这项工作介绍了基于图的公式,该公式允许对门和状态传送成本进行联合优化,包括栅极传送的扩展,将大门分组在一起,用于使用共同资源分配。该配方允许各种电路类型的较低的电子位成本。使用基本的遗传算法,根据平均E-BIT成本和时间缩放,获得了最先进方法的性能。索引术语 - 量词计算,分布式量子计算,优化,量子网络,量子通信
关于当前NISQ设备上的量子计算,包括嘈杂的Qubits和需要不可忽略的经典计算作为算法的一部分,具有实用性,并将为科学和工业应用提供有关传统计算方面的优势。在该立场论文中,我们认为,尽管现实世界中的NISQ量子量尚未超过其经典对应物,但战略方法可用于促进工业和科学应用的进步。我们已经确定了三种关键策略,以指导NISQ计算实现实用且有用的实现。首先,优先考虑“杀手级应用程序”的识别是一个关键点。证明NISQ设备具有独特功能的应用程序可以催化更广泛的发展。我们建议将重点放在固有的量子上,例如将量子化学和材料科学作为有前途的领域指向。这些领域有可能表现出益处,为其他应用程序设定基准。其次,将AI和深度学习方法整合到NISQ计算中是一种有前途的方法。诸如量子物理信息的神经网络和可区分量子电路(DQC)之类的示例证明了量子计算与AI之间的协同作用。最后,认识到NISQ计算的跨学科性质,我们主张采用共同设计方法。实现经典计算和量子计算之间的协同作用需要在共同设计的量子应用程序,算法和编程环境以及
摘要 - Quantum Arithmetic facecent face face face of当前嘈杂的中间量表量子(NISQ)ERA量子计算机中的噪声和资源限制。我们建议使用分布式量子计算(DQC)通过将更高的深度量子添加电路替换为基于残基号系统(RNS)的量子模量加法器来克服这些局限性。基于RNS的分布式量子添加电路具有较低的深度,并分布在多个量子计算机/作业中,从而产生较高的噪声弹性。我们提出了基于RNS工具(QSMART)的量子上级模量,该量子可以基于多个因素(例如深度,范围和效率)生成RNS集合。我们还提出了一种新颖的量子设计设计的新设计,即Modulo(2 N + 1)加法器(QDMA),该设计形成了基于RNS的分布式量子添加和QSMART工具的关键部分。我们通过进行基于Quantinuum的H1 ION陷阱量子计算机建模的模拟基于残留的量子系统(RNS)的分布式量子添加的较高噪声弹性。我们的仿真表明,基于RNS的分布式量子添加的添加比6位至10位非分布式量子完整添加器的输出概率高11.36%至133.15%,表明噪声效率更高。此外,我们提出了一种可扩展的方法,可以实现比限制20量的量子范围H1更高的分布式量子添加方法。索引术语 - Quantum电路,量子计算,量子加法器,量子Modulo Adder,NISQ,FTQ
替代方案里程碑 1/13/2022 1/13/2022 暂定计划 3/2025 待定 向公众发布草案报告 6/2025 待定 机构决策里程碑 10/2025 待定 最终报告传送 4/2026 待定 州和机构简报 5/2026 待定 首席报告或主任报告 7/2026 待定 2. 参考文献 工程师条例 1165-2-217 – 水资源政策和当局 – 土木工程审查政策,2021 年 5 月 1 日。工程师通函 1105-2-412 – 规划 – 确保规划模型的质量,2011 年 3 月 31 日。规划公告 2013-02,主题:确保规划模型的质量 (EC 1105-2-412),2013 年 3 月 31 日。管理和预算办公室, 《同行评审最终信息质量公报》,《联邦公报》第 70 卷,第 10 期,2005 年 1 月 14 日,第 2664-267 页 I 类独立外部同行评审:标准操作程序。专业技术中心规划协会产品,2019 年 6 月。 3. 评审执行计划 以下两个表格概述了执行所有必需独立评审的总体计划。表 1 列出了要评审的每个研究产品。该表提供了预期评审的时间表和费用。团队还确定是否需要现场访问来支持每次评审。有关现场访问的决定记录在表格中。随着评审计划的更新,团队将记录已完成的每次评审。表 2 确定了每个评审团队成员所需的特定专业知识和角色。该表确定了评审团队成员所需的技术学科和专业知识。在大多数情况下,团队成员将是各自领域的高级专业人士。一般而言,地区质量控制 (DQC) 团队确定的技术学科将适用于机构技术审查 (ATR) 团队。每位 ATR 团队成员都将获得其实践社区的认证,以开展 ATR。如果需要进行独立外部同行评审 (IEPR),小组成员将反映代表正在进行的审查的专业领域的学科。