Network Operations Scheduling for Distributed Quantum Computing
Notice bibliographique
Résumé
Realizing distributed architectures for quantum computing is crucial to scaling up computational power. A key component of such architectures is a scheduler that coordinates operations over a short-range quantum network required to enable the necessary non-local entangling gates between quantum processing units (QPUs). It is desirable to determine schedules of minimum make span, which in the case of networks with constrained resources hinges on their efficient usage. Here we compare and contrast two approaches to solving the make span minimization problem, an approach based on the resource constrained project scheduling (RCPSP) framework, and another based on a greedy heuristic algorithm. The workflow considered is as follows. Firstly, the computational circuit is partitioned and assigned to different QPUs such that the number of nonlocal entangling gates acting across partitions is minimized while the qubit load is nearly uniform on the individual QPUs, which can be accomplished using, e.g., the METIS solver. Secondly, the nonlocal entangling gate requirements with respect to the partitions are identified, and mapped to network operation sequences that deliver the necessary entanglement between the QPUs. Finally, the network operations are scheduled such that the make span is minimized. As illustrative examples, we analyze the implementation of a small instance of the Quantum Fourier Transform algorithm over instances of a simple hub and spoke (star) network architecture comprised of a quantum switch as the hub and QPUs as spokes, each with a finite qubit resource budget. In one instance, our results show the RCPSP approach outperforming the greedy heuristic. In another instance, we find the two performing equally well. Our results thus illustrate the effectiveness of the RCPSP framework, while also underlining the relevance and usefulness of greedy heuristics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».