부하 인식 표면 코드 아키텍처 설계로 나아가기

실용적인 양자 우위는 오류 허용 양자 컴퓨팅에 기대되지만, 이를 지원하기 위해 필요한 아키텍처 오버헤드는 여전히 매우 큽니다. 이전 FTQC(오류 허용 양자 컴퓨팅) 설계는 일반적으로 데이터 큐비트 접근 속도를 높이기 위해 상당한 큐비트 오버헤드를 감수하거나, 추가된 부하 지연을 감수하면서 높은 논리 큐비트 밀도를 강조하는 경향이 있습니다. 우리는 이러한 상충되는 목표들을 균형 있게 달성하기 위해 보조 큐비트 중심 영역 주위에 표면 코드 패치를 배치하는 아키텍처를 제안합니다. 이 설계는 모든 데이터 큐비트에 대해 거의 균일한 보조 큐비트 접근을 제공합니다. 이 설계를 바탕으로, 애플리케이션의 $T$ 게이트 프로파일을 사용하여 유효한 레이아웃을 결정하는 새로운 부하 기반 배치 방법을 도입했습니다. 또한 워크로드별로 $Y$ 게이트 측정 지연을 줄이기 위한 재구성 가능한 최적화를 추가로 제공했습니다. 유연성을 높이기 위해 동일한 아키텍처에서 여러 프로그램을 동시 실행에 대한 연구도 수행했습니다. 수치적 평가 결과, 우리의 접근 방식은 명령어당 사이클 수를 최적 영역 근처로 유지하면서 필요한 데이터 타일 수를 최대 약 21% 줄이고, 10 개의 프로그램을 동시 실행할 때 최대 약 90% 의 효율성을 달성함을 보여줍니다.