故障塔:在存在故障路由器的情况下恢复功能完整的量子随机存取存储器
量子物理
2024-11-26 v1
摘要
量子随机存取存储器(QRAM)的一般方案采用二叉树结构,因而需要深度为 QRAM 深度的指数级硬件。对于基于固态的设备,制造良品率小于 100% 意味着如果到某个地址唯一路径上的路由器之一故障,则该地址的底部将不可访问。我们讨论了在存在故障路由器的情况下如何恢复功能完整的 QRAM。我们提出了 \texttt{IterativeRepair} 算法,该算法逐层构建 QRAM,直到达到所需深度。该算法利用 ancilla flag 量子比特对故障路由器进行重新路由。我们提出了 classical 算法 \texttt{FlagQubitMinimization} 以尝试最小化所需的此类 ancilla 的数量。对于路由器故障率为 1% 且 QRAM 深度为 的情况,我们预计平均需要修复 430 个地址:仅需 1.5 个 ancilla flag 量子比特即可完成此项重新路由。
引用
@article{arxiv.2411.15612,
title = {Faulty towers: recovering a functioning quantum random access memory in the presence of defective routers},
author = {D. K. Weiss and Shifan Xu and Shruti Puri and Yongshan Ding and S. M. Girvin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.15612},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 11 figures, associated code available https://github.com/dkweiss31/QRAMfaultyrouters