特表 2024-519436 ハイブリッド古典／量子システムを採用する改良された量子回路の動作のための通信の調整およびノードの同期

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-14

(54)【発明の名称】ハイブリッド古典／量子システムを採用する改良された量子回路の動作のための通信の調整およびノードの同期

(51)【国際特許分類】

   G06N 10/80 20220101AFI20240507BHJP

【ＦＩ】

G06N10/80

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023558850

(86)(22)【出願日】2022-04-29

(85)【翻訳文提出日】2023-09-25

(86)【国際出願番号】 EP2022061633

(87)【国際公開番号】W WO2022233750

(87)【国際公開日】2022-11-10

(31)【優先権主張番号】17/307,270

(32)【優先日】2021-05-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵ―ＲＡＹ ＤＩＳＣ

２．３ＧＰＰ

(71)【出願人】

【識別番号】390009531

【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112690

【弁理士】

【氏名又は名称】太佐 種一

(74)【代理人】

【識別番号】100120710

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】ルーディンガー、ジェフリー

(57)【要約】

量子ビットのセットに対して量子回路を操作するためのシステム、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせが提供される。実施形態によれば、システムは、２つ以上のノード間のデータ転送の制御を容易にすることができる。システムは、コンピュータ実行可能コンポーネントを格納するメモリ、およびメモリに格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサを備えることができる。コンピュータ実行可能コンポーネントは、１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿った、まだ決定されていないデータの転送のために、２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルするコンパイル・コンポーネントを含むことができる。代替または追加あるいはその両方として、コンピュータ実行可能コンポーネントは、１つまたは複数の量子ゲート動作の２つ以上のノードでの実行を揃えるように、２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーすることができる、間隔境界実装コンポーネントを含むことができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータ実行可能コンポーネントを格納するメモリと、
前記メモリに格納された前記コンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサとを備えているシステムであって、前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、前記２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーする、間隔境界実装コンポーネントを含む、システム。

【請求項2】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
２つ以上の量子ビットに対する１つまたは複数の量子タスクの実行のために、前記連続的に繰り返す時点を採用する実行コンポーネントをさらに含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記連続的に繰り返す時点の２つ以上のインスタンスで、２つ以上の量子ビットに対する同時に開始される量子タスクを引き起こす実行コンポーネントをさらに含む、請求項１または２のいずれかに記載のシステム。

【請求項4】

前記連続的に繰り返す時点の反復が、連続的に繰り返す同じ長さの時間間隔の境界を示す、請求項１ないし３のいずれかに記載のシステム。

【請求項5】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿った、まだ決定されていないデータの転送のために、前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルするコンパイル・コンポーネントをさらに含み、
前記連続的に繰り返す時点のうちの連続的時点間の共通の時間間隔の長さが、前記１つまたは複数の通信経路に沿った最大データ伝搬時間と少なくとも同じくらいである、請求項１ないし４のいずれかに記載のシステム。

【請求項6】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記１つまたは複数の量子タスクを含んでいる量子プログラムを実行するための１つまたは複数の命令をコンパイルするコンパイル・コンポーネントをさらに含み、
前記コンパイル・コンポーネントが、前記連続的に繰り返す時点と一致しない方法で前記１つまたは複数の量子タスクのうちの少なくとも１つを実行する、請求項１ないし５のいずれかに記載のシステム。

【請求項7】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿った、まだ決定されていないデータの転送のために、前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルするコンパイル・コンポーネントをさらに含み、
前記データのコンパイルされた転送または受信後の使用が、前記連続的に繰り返す時点の１つまたは複数の反復に揃えられる、請求項１ないし６のいずれかに記載のシステム。

【請求項8】

プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、前記システムの前記２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーすることを含む、コンピュータ実装方法。

【請求項9】

前記システムによって、２つ以上の量子ビットに対する１つまたは複数の量子タスクの実行のために、前記連続的に繰り返す時点を採用することをさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項10】

前記連続的に繰り返す時点の反復が、連続的に繰り返す同じ長さの時間間隔の境界を示す、請求項８または９のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。

【請求項11】

前記システムによって、前記連続的に繰り返す時点の２つ以上のインスタンスで、２つ以上の量子ビットに対する同時に開始される量子タスクを引き起こすことをさらに含む、請求項８ないし１０のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。

【請求項12】

前記システムによって、前記１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿ったデータの転送のために、前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることをさらに含み、
前記連続的に繰り返す時点のうちの連続的時点間の共通の時間間隔の長さが、前記１つまたは複数の通信経路に沿った最大データ伝搬時間と少なくとも同じくらいである、請求項８ないし１１のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。

【請求項13】

前記システムによって、前記１つまたは複数の量子タスクを含んでいる量子プログラムを実行するための１つまたは複数の命令をコンパイルすることと、
前記システムによって、前記連続的に繰り返す時点と一致しない方法で前記１つまたは複数の量子タスクのうちの少なくとも１つを実行することとをさらに含む、請求項８ないし１２のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。

【請求項14】

前記システムによって、前記１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿ったデータの転送のために、前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることをさらに含み、
前記データのコンパイルされた転送または受信後の使用が、前記連続的に繰り返す時点の１つまたは複数の反復に揃えられる、請求項８ないし１３のいずれかに記載のコンピュータ実装方法。

【請求項15】

システムの２つ以上のノードでの量子タスクの制御を容易にするコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品が、プログラム命令が具現化されているコンピュータ可読ストレージ媒体を備えており、前記プログラム命令が、前記システムのプロセッサによって実行可能であり、前記プロセッサに、
前記プロセッサによって、１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、前記システムの前記２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーすることを実行させる、コンピュータ・プログラム製品。

【請求項16】

前記プログラム命令が、前記プロセッサに、
前記プロセッサによって、２つ以上の量子ビットに対する１つまたは複数の量子タスクの実行のために、前記連続的に繰り返す時点を採用することを実行させるようにさらに実行可能である、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項17】

前記プログラム命令が、前記プロセッサに、
前記プロセッサによって、前記連続的に繰り返す時点の２つ以上のインスタンスで、２つ以上の量子ビットに対する同時に開始される量子タスクを引き起こすことを実行させるようにさらに実行可能である、請求項１５または１６のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項18】

前記連続的に繰り返す時点の反復が、連続的に繰り返す同じ長さの時間間隔の境界を示す、請求項１５ないし１７のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項19】

前記プログラム命令が、前記プロセッサに、
前記プロセッサによって、前記１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿ったデータの転送のために、前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることを実行させるようにさらに実行可能であり、
前記連続的に繰り返す時点のうちの連続的時点間の共通の時間間隔の長さが、前記１つまたは複数の通信経路に沿った最大データ伝搬時間と少なくとも同じくらいである、請求項１５ないし１８のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。

【請求項20】

前記プログラム命令が、前記プロセッサに、
前記プロセッサによって、前記１つまたは複数の量子タスクを含んでいる量子プログラムを実行するための１つまたは複数の命令をコンパイルすることと、
前記プロセッサによって、前記連続的に繰り返す時点と一致しない方法で前記１つまたは複数の量子タスクのうちの少なくとも１つを実行することとを実行させるようにさらに実行可能である、請求項１５ないし１９のいずれかに記載のコンピュータ・プログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、一般に、量子プログラムの制御またはスケジューリングあるいはその両方に関連しており、より詳細には、コンパイルされた通信命令または普遍的な時間間隔あるいはその両方を採用することによる、ハイブリッド古典／量子システム（hybrid classical/quantum system）を介する、改良された量子プログラムの制御またはスケジューリングあるいはその両方に関連している。

【背景技術】

【0002】

量子コンピューティングは、通常、計算機能および情報処理機能を実行するための量子力学的現象の利用である。量子コンピューティングは、トランジスタを使用して２進値に対して通常は動作する古典的コンピューティングとは対照的であると見なすことができる。すなわち、古典的コンピュータは、０または１のいずれかであるビット値に対して動作することができるが、量子コンピュータは、０と１の両方の重ね合わせを含む量子ビット（quantum bits）（量子ビット（qubit））に対して動作し、複数の量子ビットをもつれさせることができ、干渉を使用することができる。量子コンピューティングは、計算の複雑さに起因して、古典的コンピュータ上では解くことができないか、またはゆっくりと解くことしかできない問題を、解く可能性がある。

【0003】

量子コンピューティングは、量子ビットに対して動作するために、量子回路などの特殊な制御を利用することができる。量子回路は、量子ビットに対する動作を実行することができる変換である。量子回路は、例えば、量子プログラムの一部として、量子ゲートのシーケンスなどの１つまたは複数の量子ゲートとして実装され得る。量子ゲートは、パルスのシーケンスを実装するなどの、量子ビットのセットに対する１つまたは複数の物理的動作として実装され得る。パルスは、量子ビットの状態を変更するために量子ビットに適用され得る時間に依存するトーン（例えば、波または波形）である。

【0004】

大規模では、量子コンピューティング・クラウド・サービス・プロバイダは、１年間に、ユーザのために数百万の量子ジョブを実行することができる。各量子ジョブは、１つまたは複数の量子プログラムの実行を含むことができる。実現可能であれば、１つまたは複数の量子プログラムは、１つまたは複数の同じ量子ビットに対して動作することができる。量子ビットが、制限された時間量の間しか存在できない（またはコヒーレントであることができない）場合、量子回路の動作の目的は、動作の時間を減らすこと、または動作の速度を増やすこと、あるいはその両方であることができる。量子回路を操作するために費やされた時間は、１つまたは複数の量子ビットに対する動作の使用可能な時間を不必要に減らす可能性がある。これは、１つまたは複数の量子ビットのデコヒーレンスの前に使用できる１つまたは複数の量子ビットのコヒーレント時間に起因する可能性がある。例えば、場合によっては、１００～２００マイクロ秒未満で量子ビット状態が失われることがある。さらに、量子ビットに対する動作は、通常、ある程度のデコヒーレンスまたはある程度の量子ノイズあるいはその両方などの、何らかのエラーを導入し、量子ビットの可用性にさらに影響を与える。量子ノイズは、量子相互作用の離散的性質または確率的性質あるいはその両方に起因するノイズのことを指すことができる。

【0005】

また、大規模では、大量の量子ジョブが、各量子プログラムを素早く実行するように圧力をかけることがある。すなわち、実行速度の向上は、システムの使用を最大化すること、量子プログラムをコンパイルするためのコンパイル時間を最小化すること、コンパイルが完了するのを待機する必要があるユーザを最小化すること、または古典的計算リソースの望ましくない消費を最小化すること、あるいはその組み合わせと、直接的、または間接的に、あるいはその両方で、相互関係がある可能性がある。最大の性能が、短期のエラーが生じやすいシステムから引き出され得るように、または物理的レベルのパルスへのコンパイルの（例えば、パルスの実行の正確さ、精度、または効率、あるいはその組み合わせに関連する）品質が改善され得るように、あるいはその両方であるように、これらの量子ジョブを実行するよう圧力がかけられることもある。

【0006】

７つ以上の量子ビットを採用する量子プログラムなどの多量子ビットの量子プログラムを制御するため、またはスケジュールするため、あるいはその両方のための現在の手法は、古典的リソースおよび量子リソースの両方を採用することができ、したがって、１つまたは複数のハイブリッド古典／量子システム（hybrid classical/quantum systems）を採用することができる。１つまたは複数の活動中のノードを制御するために、古典的リソース（例えば、１つまたは複数の制御ＣＰＵなどの１つまたは複数の制御ノード）が採用され得る。１つまたは複数の量子パルスを実施することによって、１つまたは複数の量子プロセッサなどの１つまたは複数の活動中のノードは、量子ビットの測定、または１つまたは複数の量子回路を操作すること、あるいはその両方などの、量子ビット動作を実行することができる。

【0007】

これらの現在の制御手法またはスケジューリング手法あるいはその両方は、多量子ビットの量子プログラムを実施するように、量子演算をスケジュールするか、量子演算用のデータを渡すか、または量子演算を実行するか、あるいはその組み合わせを実行するために、大量のオーバーヘッド（例えば、エネルギー、時間、または処理能力、あるいはその組み合わせ）を利用する可能性がある。測定または量子プログラム実行命令あるいはその両方に関連するデータなどのデータを、古典的リソースまたは量子リソースあるいはその両方の間で転送するために、手法は、グローバル共有メモリに依存することがある。グローバル共有メモリは、１つまたは複数の中心的なデータ収集点を作成することがあり、中心的なデータ収集点は、１つまたは複数の制御ノードと１つまたは複数の活動中のノードの間の隘路になる可能性がある。データの隘路は、量子プログラムの実行速度を不必要に低下させることがあり、デコヒーレンスなどに起因して、採用されている量子ビットに対して実行できる量子演算の量を減らし、量子演算の性能の品質を低下させることもある。

【0008】

さらに、古典的リソース（例えば、１つまたは複数の制御ノード）は、非決定的であることがあり、データを分析すること、命令を準備すること、または命令を送信すること、あるいはその組み合わせのために、可変量の時間を必要とすることがある。可変量の時間に起因して、制御ノードまたは活動中のノードあるいはその両方の間の同期が失われることがある。この同期の喪失は、そのような同期に依存する多量子ビット動作を中断させるか、多量子ビット動作の初期化を延長するか、多量子ビット動作の実施の失敗を引き起こすか、または多量子ビット動作の実施にエラーを導入するか、あるいはその組み合わせである可能性がある。前述のデータの隘路の効果と同様に、同期の喪失は、量子プログラムの実行速度を不必要に低下させることがあり、またはデコヒーレンスもしくは量子ノイズまたはその両方などに起因して、採用されている量子ビットに対して実行され得る量子演算の量を減らすか、もしくは量子演算の性能の品質を低下させるか、またはその両方であることがあり、あるいはその組み合わせであることがある。

【発明の概要】

【0009】

以下に、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態の基本的理解を可能にするための概要を示す。この概要は、主要な要素または重要な要素を識別するよう意図されておらず、特定の実施形態の範囲または特許請求の範囲あるいはその両方を正確に記述するよう意図されていない。この概要の唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明のための前置きとして、概念を簡略化された形態で提示することである。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態では、ハイブリッド古典／量子システムなどの量子回路の動作を改善するために、通信命令をコンパイルすること、または普遍的な時間間隔を採用すること、あるいはその両方を容易にすることができる、デバイス、システム、コンピュータ実装方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせが説明される。

【0010】

実施形態によれば、システムは、コンピュータ実行可能コンポーネントを格納するメモリ、およびメモリに格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサを備えることができる。コンピュータ実行可能コンポーネントは、１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーする、間隔境界実装コンポーネントを含むことができる。

【0011】

別の実施形態によれば、コンピュータ実装方法は、プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、システムの２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーすることを含むことができる。

【0012】

さらに別の実施形態によれば、システムの２つ以上のノードで量子タスクの制御を容易にするためのコンピュータ・プログラム製品が、プログラム命令が具現化されているコンピュータ可読ストレージ媒体を備えることができる。プログラム命令は、１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、システムの２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーするために、プロセッサによって実行可能である。

【0013】

そのようなシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの利点は、そのような量子演算のより高速な実行または同期された実行あるいはその両方による、そのような量子演算の改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方である）性能であることができる。この同期は、２つ以上の量子演算を含んでいる量子プログラムの実行中に、２つ以上のノード間での、データを含むか、または含まないタイミング命令の転送なしで、容易にされ得る。

【0014】

上記のシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの１つまたは複数の実施形態では、実行コンポーネントは、２つ以上の量子ビットに対する量子回路の１つまたは複数の部分の複数の連続的実行について、連続的に繰り返す時点を採用することができる。追加または代替あるいはその両方として、実行コンポーネントは、連続的に繰り返す時点の２つ以上のインスタンスで、２つ以上の量子ビットに対する同時に開始される量子タスクを引き起こすことができる。そのようなシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの利点は、そのような量子演算を実行するための時間全体における短縮であることができる。すなわち、２つ以上の量子ビットに関するなどの、１つまたは複数の量子演算が実行される場合、そのような量子演算の速度または品質あるいはその両方が改良され得る（例えば、改善されるか、または最適化されるか、あるいはその両方が行われ得る）。例えば、事前に実装された共通の時点に起因して、遅延を最小限に抑えて、１つまたは複数の多量子ビット量子演算がスケジュールされ得る。

【0015】

追加または代替あるいはその両方として、上記のシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの１つまたは複数の実施形態では、コンパイル・コンポーネントは、１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿った、まだ決定されていないデータの転送のために、２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることができる。連続的に繰り返す時点のうちの連続的時点間の共通の時間間隔の長さは、１つまたは複数の通信経路に沿った最大データ伝搬時間と少なくとも同じくらいであることができる。そのようなシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの利点は、そのような量子演算のより高速な同期された実行によるだけでなく、２つ以上のノード間のデータのより高速な転送によっても容易にされる、そのような量子演算の改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方である）性能であることができる。このより高速なデータ転送は、複数の量子演算を含んでいる量子プログラムの実行中に、隘路もしくは中心的なデータ収集点またはその両方なしで、またはそれらを減らすことによって、あるいはその両方で、容易にされ得る。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的システムのブロック図を示す図である。

【図2】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、図１の非限定的システムを採用することができる拡大された非限定的システムの別のブロック図を示す図であり、拡大された非限定的システムも、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる。

【図3】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、図１の非限定的システムにおいて、または図２の拡大された非限定的システムにおいて、あるいはその両方において採用され得る複数の通信経路の図を示す図である。

【図4】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、図３に示された通信ファブリックを提供できる例示的な構成の図を示す図である。

【図5】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、図３に示された通信ファブリックの例示的な構成の２つの代替の図を示す図である。

【図6】量子プログラムの実行のためのスケジュールの一部の概略図を示す図である。図６は、図６のフロー図に示された量子プログラムなどの量子プログラムを実行するために、１つまたは複数の通信命令をコンパイルすることにおいて使用するための、例示的なコンパイル・アルゴリズムをさらに示している。

【図7】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法のフロー図を示す図である。

【図8】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法の、図７のフロー図の続きを示す図である。

【図9】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、普遍的な時間間隔を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的システムのブロック図を示す図である。

【図10】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、普遍的な時間間隔の例示的な実装のブロック図を示す図である。

【図11】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、普遍的な時間間隔の例示的な実装の別のブロック図を示す図である。

【図12】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、普遍的な時間間隔を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法のフロー図を示す図である。

【図13】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、普遍的な時間間隔を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法の、図１２のフロー図の続きを示す図である。

【図14】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、および普遍的な時間間隔を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的システムのブロック図を示す図である。

【図15】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、および普遍的な時間間隔を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法のフロー図を示す図である。

【図16】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、および普遍的な時間間隔を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法の、図１５のフロー図の続きを示す図である。

【図17】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信命令をコンパイルし、コンパイルされた通信命令を採用することによって、および普遍的な時間間隔を採用することによって、量子ビットのセットに対する量子プログラムの動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法の、図１５のフロー図の別の続きを示す図である。

【図18】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、通信ファブリックの対および普遍的な時間間隔の対の例示的な実装のブロック図を示す図である。

【図19】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態を容易にすることができる例示的な非限定的動作環境のブロック図を示す図である。

【図20】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、例示的な非限定的クラウド・コンピューティング環境のブロック図を示す図である。

【図21】本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、複数の例示的な非限定的抽象モデル・レイヤのブロック図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下の詳細な説明は、例にすぎず、実施形態、実施形態の適用、または実施形態使用、あるいはその組み合わせを制限するよう意図されていない。さらに、先行する「背景技術」もしくは「発明の概要」またはその両方のセクションにおいて、またはこの「発明を実施するための形態」のセクションにおいて、あるいはその組み合わせにおいて提示された、いずれかの明示されたか、または暗示されたか、あるいはその両方である情報によって、制約されるという意図はない。

【0018】

多量子ビットの量子プログラムを制御すること、またはスケジュールすること、あるいはその両方のための現在の手法と共に、前述の１つまたは複数の問題を考慮して、（例えば、１つまたは複数の量子プログラムを含んでいる）量子ジョブを実行するための実行時間または量子ジョブの実行の品質あるいはその両方を改善することが望ましいことがある。そのため、説明される主題は、量子ジョブを実行するための実行時間を改善する（例えば、改良する、最適化する、または短縮する、あるいはその組み合わせを行う）か、またはそのような量子ジョブの実行の品質を改善する（例えば、改良する、最適化する、または向上させる、あるいはその組み合わせを行う）か、あるいはその両方を行うことができるさまざまな技術を採用することができる。１つまたは複数の事例では、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子回路を実装している関連する量子プログラムの実行の増大したスケーリングを可能にすることができる。

【0019】

ここで、図を参照して、これらの実施形態のうちの１つまたは複数が説明され、全体を通じて、類似する参照番号が類似する要素を参照するために使用されている。本明細書において使用されるとき、「実体」、「要求している実体」、および「ユーザ実体」という用語は、機械、デバイス、コンポーネント、ハードウェア、ソフトウェア、スマート・デバイス、または人間、あるいはその組み合わせのことを指すことができる。以下の説明では、説明の目的で、１つまたは複数の実施形態を十分に理解できるように、多数の特定の詳細が示されている。しかし、これらの特定の詳細がなくても、１つまたは複数の事例において、１つまたは複数の実施形態が実践され得るということは明らかである。

【0020】

さらに、本明細書に記載された１つまたは複数の図に示された実施形態が、単に説明のためであり、そのため、実施形態のアーキテクチャが本明細書に示されているシステム、デバイス、またはコンポーネント、あるいはその組み合わせに限定されず、本明細書に示されているシステム、デバイス、またはコンポーネント、あるいはその組み合わせのいずれかの特定の順序、接続、または結合、あるいはその組み合わせにも限定されないということが、理解されるべきである。例えば、１つまたは複数の実施形態では、図１、２、９、１０、および１４に示されている非限定的システム１００、１００Ｅ、９００、９００Ｅ、もしくは１４００、またはその組み合わせ、またはこれらのシステム、あるいはその組み合わせが、図１４に示された動作環境１４００などの動作環境を参照して本明細書において説明された１つまたは複数のコンピュータまたは計算に基づく要素あるいはその両方をさらに備えることができる。複数の説明された実施形態では、コンピュータまたは計算に基づく要素あるいはその両方は、本明細書において説明された図１、２、９、１０、および１４、または他の図、あるいはその両方に関連して示されるか、または説明されるか、あるいはその両方であるシステム、デバイス、コンポーネント、またはコンピュータ実装動作、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を実装することに関連して、使用され得る。

【0021】

最初に図１を大まかに参照すると、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、通信命令をコンパイルすることを容易にすることができる１つまたは複数のシステム、コンピュータ実装方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせを含むことができる。例えば、図１は、量子ジョブの実行を改良するための通信命令をコンパイルすることを容易にすることができる例示的な非限定的システム１００のブロック図を示している。量子ジョブ・コンポーネントは、１つまたは複数の量子プログラムの実行を要求する量子ジョブ要求を取得することができる（例えば、ダウンロードすること、受信すること、検索すること、または同様のこと、あるいはその組み合わせを実行することができる）。決定コンポーネントは、量子プログラムを実行するために、１つまたは複数の抽象レイヤを含んでいる１つまたは複数の量子回路を決定することができる。コンパイル・コンポーネントは、量子プログラムを実行するために、１つまたは複数の通信経路に沿って、まだ決定されていないデータの転送のための１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることができる。コンパイル・コンポーネントは、代替的または追加的あるいは両方で、転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすることができる。

【0022】

通常、非限定的システム１００は、量子ジョブを実行するために、コンパイルされた通信命令を実行することを容易にすることもできる。実行コンポーネントは、２つ以上の量子ビットに対して量子回路の動作を実行するために、決定されたデータを１つまたは複数の通信経路に沿って方向付けることができる。出力コンポーネントは、量子ジョブ要求に応答して、１つまたは複数の量子ジョブ結果を出力することができる。

【0023】

以下の説明が、単一の量子ジョブ要求からの単一の量子プログラムの動作のことを指しているということが、理解されるであろう。しかし、本明細書に記載されたプロセスのうちの１つまたは複数が拡張可能であることができるということも理解されるであろう。例えば、以下で理解されるであろうように、量子プログラム実装システム１０２は、１つまたは複数の通信ファブリック１４０を実装すること、または１つまたは複数の量子プログラムを実行すること、あるいはその両方を行うことができ、これらの各々が下で詳細に説明される。これらのさまざまなレベルのスケーリングは、量子プログラムを実行するために採用されている１つまたは複数の量子ビットの相関性がある減らされたデコヒーレンスまたはデコヒーレンス時間あるいはその両方に少なくとも部分的に起因して、量子プログラムのより高速、より効率的、またはよりエラーが生じにくい、あるいはその組み合わせである実行を可能にすることができる。

【0024】

１つまたは複数の実施形態では、非限定的システム１００は、ハイブリッド・システムであることができ、したがって、量子プログラム実装システム１０２などの１つまたは複数の古典的システム、および量子システム１０１などの１つまたは複数の量子システムを、両方とも含むことができる。１つまたは複数の他の実施形態では、量子システム１０１は、非限定的システム１００から分離することができるが、非限定的システム１００と組み合わせて機能することができる。

【0025】

量子システム１０１（例えば、量子コンピュータ・システム、超伝導量子コンピュータ・システム、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）は、量子アルゴリズムまたは量子回路あるいはその両方を採用することができ、入力データに対して量子演算または量子機能あるいはその両方を実行し、実体に出力され得る結果を生成するためのコンピューティング・コンポーネントまたはコンピューティング・デバイスあるいはその両方を含む。量子回路は、多ビットの量子ビット、物理的回路レベルのコンポーネント、高レベルのコンポーネント、または関数、あるいはその組み合わせなどの、量子ビット（quantum bits）（量子ビット（qubits)））を備えることができる。量子回路は、データ（例えば、入力データまたは入力データから導出された中間データあるいはその両方）に対して望ましい量子機能または量子計算あるいはその両方を実行し、出力として１つまたは複数の量子結果を生成するように構造化され得る（例えば、配置され得るか、または設計され得るか、あるいはその両方である）物理パルスを備えることができる。量子結果は、量子ジョブ要求に応答し、入力データに関連付けられることが可能であり、入力データ、量子機能、または量子計算、あるいはその組み合わせに少なくとも部分的に基づくことができる。

【0026】

１つまたは複数の実施形態では、量子システム１０１は、量子演算コンポーネント１０３および量子プロセッサ１０５などの、１つまたは複数の量子コンポーネントを備えることができる。量子演算コンポーネント１０３は、１つまたは複数の量子ビットに対して１つまたは複数の量子回路を操作するために、１つまたは複数の量子プロセス、量子計算、または量子測定、あるいはその組み合わせを実行することができる。例えば、量子演算コンポーネント１０３は、１つまたは複数のパルスに、量子システム１０１に存在する１つまたは複数の量子ビットの状態を刺激すること、または操作すること、あるいはその両方を実行させるために、量子ビット発振器、調波発振器、パルス発生器、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子ビット・エフェクタ（qubit effectors）を操作することができる。量子プロセッサ１０５は、量子ビット生成などを制御できるなどの、任意の適切なプロセッサであることができる。量子プロセッサ１０５は、量子演算コンポーネント１０３の１つまたは複数のプロセスを制御するための１つまたは複数の命令を生成することができる。

【0027】

非限定的システム１００の古典的部分を参照すると、量子プログラム実装システム１０２は、プロセッサを備えているか、または有線ネットワークもしくはワイヤレス・ネットワークまたはその両方と効果的通信もしくは動作可能な通信またはその両方を実行することができるか、あるいはその両方である、任意の種類のコンポーネント、機械、デバイス、設備、装置、または機器、あるいはその組み合わせを備えることができる。そのようなすべての実施形態が想定される。例えば、量子プログラム実装システム１０２は、サーバ・デバイス、コンピューティング・デバイス、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、量子コンピューティング・デバイス（例えば、量子コンピュータ）、タブレット・コンピューティング・デバイス、ハンドヘルド・デバイス、サーバ・クラス・コンピューティング・マシンもしくはデータベースまたはその両方、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、民生用装置もしくは民生用機器またはその両方、工業用デバイスもしくは商用デバイスまたはその両方、デジタル・アシスタント、インターネットが有効化されたマルチメディア電話、マルチメディア・プレイヤー、または別の種類のデバイス、あるいはその組み合わせを備えることができる。

【0028】

１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１０２は、プロセッサ１０６（例えば、コンピュータ処理ユニット、マイクロプロセッサ、古典的プロセッサ、量子プロセッサ、または同様のプロセッサ、あるいはその組み合わせ）を備えることができる。１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１０２に関連付けられたすべてのコンポーネントは、１つまたは複数の実施形態の１つまたは複数の図を参照して、または参照せずに本明細書において説明されているように、１つまたは複数のコンピュータまたは機械あるいはその両方が読み取ることができるか、書き込むことができるか、または実行することができるか、あるいはその組み合わせが可能であるコンポーネントまたは命令あるいはその両方を備えることができ、これらのコンポーネントまたは命令あるいはその両方は、そのようなコンポーネントまたは命令あるいはその両方によって定義された１つまたは複数のプロセスの実行を容易にするように、プロセッサ１０６によって実行され得る。

【0029】

１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１０２は、プロセッサ１０６に動作可能に接続されたコンピュータ可読メモリ１０４を備えることができる。メモリ１０４は、コンピュータ実行可能命令を格納することができ、これらのコンピュータ実行可能命令は、プロセッサ１０６による実行時に、プロセッサ１０６または量子プログラム実装システム１０２の他のコンポーネント（例えば、量子ジョブ・コンポーネント１０８、決定コンポーネント１１０、コンパイル・コンポーネント１１２、実行コンポーネント１１６、または出力コンポーネント１１８、あるいはその組み合わせ）あるいはその両方に、１つまたは複数の動作を実行させる。１つまたは複数の実施形態では、メモリ１０４は、コンピュータ実行可能コンポーネント（例えば、量子ジョブ・コンポーネント１０８、決定コンポーネント１１０、コンパイル・コンポーネント１１２、実行コンポーネント１１６、または出力コンポーネント１１８、あるいはその組み合わせ）を格納することができる。

【0030】

本明細書に記載されている量子プログラム実装システム１０２またはそのコンポーネントあるいはその両方は、非限定的システム１００、量子プログラム実装システム１０２、またはそれらの任意のコンポーネント、もしくはそれらに結合された任意のコンポーネント、またはその両方、あるいはその組み合わせの機能を実行するために、通信可能に、電気的に、動作可能に、光学的に、または他の方法で、あるいはその組み合わせで、バス１２４を介して互いに結合され得る。バス１２４は、メモリ・バス、メモリ・コントローラ、ペリフェラル・バス、外部バス、ローカル・バス、量子バス、または１つまたは複数のバス・アーキテクチャを採用することができる別の種類のバスのうちの１つまたは複数を含むことができる。バス１２４のこれらの例のうちの１つまたは複数が、本明細書に記載された任意の１つまたは複数の実施形態を実装するために採用され得る。

【0031】

１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１０２は、ネットワークなどを介して、１つまたは複数の外部のシステム、ソース、またはデバイス（例えば、古典的コンピューティング・デバイスもしくは量子コンピューティング・デバイスまたはその両方、通信デバイス、または同様のデバイス、あるいはその組み合わせ）、あるいはその組み合わせに（例えば、通信可能に、電気的に、動作可能に、光学的に、または同様の機能で、あるいはその組み合わせで）結合され得る。１つまたは複数の実施形態では、非限定的システム１００のコンポーネントのうちの１つまたは複数は、クラウドに存在することができ、またはローカルなコンピューティング環境に（例えば、望ましい位置に）存在することができ、あるいはその両方が可能である。

【0032】

前述のプロセッサ１０６またはメモリ１０４あるいはその両方に加えて、量子プログラム実装システム１０２は、１つまたは複数のコンピュータまたは機械あるいはその両方が読み取ることができるか、書き込むことができるか、または実行することができるか、あるいはその組み合わせが可能であるコンポーネントまたは命令あるいはその両方を備えることができ、これらのコンポーネントまたは命令あるいはその両方は、プロセッサ１０６によって実行された場合に、そのようなコンポーネントまたは命令あるいはその両方によって定義された１つまたは複数の動作の実行を容易にすることができる。例えば、１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１０２は、量子ジョブ・コンポーネント１０８、決定コンポーネント１１０、コンパイル・コンポーネント１１２、実行コンポーネント１１６、または出力コンポーネント１１８、あるいはその組み合わせを備えることができる。

【0033】

量子ジョブ・コンポーネント１０８は、要求している実体から、量子ジョブ要求１０９を受信するか、ダウンロードするか、ストリーミングするか、または他の方法で取得するか、あるいはその組み合わせなどで、取得することができる。非限定的システム１００は、量子プログラム実装システム１０２および量子システム１０１を使用して、量子ジョブ要求１０９において実装されるよう要求された１つまたは複数の量子プログラムを実行することができる。１つまたは複数の事例では、量子ジョブ要求１０９は、採用する１つまたは複数の特定の量子回路に関する１つまたは複数の命令を含むことができる。

【0034】

要求された１つまたは複数の量子プログラムに関連して、決定コンポーネント１１０は、１つまたは複数の量子プログラムを実装するために、１つまたは複数の量子回路を決定することができる。この決定は、量子プログラム実装システム１０２または非限定的システム１００あるいはその両方の内部または外部あるいはその両方にある１つまたは複数のデータベースを検索することを含むことができる。１つまたは複数の事例では、決定コンポーネント１１０は、１つまたは複数のコンパイルされた量子回路を格納するためのデータベース部分を含むことができる。

【0035】

ここでコンパイル・コンポーネント１１２を参照し、本明細書では、１つまたは複数の機能を詳細に説明する前に、最初に、コンパイル・コンポーネント１１２によって実行され得る１つまたは複数の機能の１つまたは複数の概要説明を始める。

【0036】

通常、コンパイル・コンポーネント１１２は、下で詳細に説明される、１つまたは複数の制御ノードまたは１つまたは複数の動作ノードあるいはその両方の間のまだ決定されていないデータのスケジュールされた転送のために、通信命令をコンパイルすることができる。このコンパイルは、下で詳細に説明される、１つまたは複数の通信経路または１つまたは複数のデータ・パラメータあるいはその両方の識別を含むことができる。このコンパイルは、追加または代替あるいはその両方として、１つまたは複数の識別された通信経路に沿って１つまたは複数のデータ転送をスケジュールすることを含むことができる。このスケジューリングは、識別された１つまたは複数のデータ・パラメータに少なくとも部分的に基づくことができる。

【0037】

１つまたは複数の通信経路が識別されるか、生成されるか、またはスケジュールされるか、あるいはその組み合わせであるときに、特定の命令、測定結果、変分量子パラメータ（variational quantum parameters）、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子プログラムの側面が、まだ計算されていないなど、まだ決定されていないという点において、データは、まだ決定されていないことが可能である。実際、これらの量子プログラムの側面は、量子プログラムの実行中に決定され得る。１つの例では、前の量子測定結果が分析されることが可能になり、量子プログラムを続行するためにその後の命令または量子パラメータ（例えば、変分量子パラメータ）あるいはその両方が決定されることが可能になるまで、１つまたは複数の量子ビットに対する物理パルスなどの１つまたは複数の物理的動作を操作するために、命令は事前に確立され得ない。すなわち、コンパイル・コンポーネント１１２によって実際のデータ・ビットが決定されることは可能でないが、データ転送経路（通信経路）、データ単位の数、転送ごとのデータの総量、または転送のスケジュール、あるいはその組み合わせを含んでいる情報が、下で説明されるコンパイル・コンポーネント１１２によって決定され得る。

【0038】

ここで、図１に加えて図２を参照すると、図２は拡大された非限定的システム１００Ｅの図を含んでいる。非限定的システム１００Ｅは、図１に示された非限定的システム１００の代わりに採用され得る。すなわち、本明細書において提供された（または提供される）１つまたは複数の説明に関して、非限定的システム１００および１００Ｅは、互いに交換可能であることができる。非限定的システム１００および１００Ｅのうちの１つの説明または開示された態様あるいはその両方は、本明細書では、非限定的システム１００および１００Ｅのうちの他のものに当てはまることができる。

【0039】

本明細書において使用されるとき、ノード（例えば、制御ノードまたは動作ノード）は、１つまたは複数の機械を含むことができる。１つまたは複数の機械は、コンピューティング・デバイス、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、量子コンピューティング・デバイス（例えば、量子コンピュータ）、タブレット・コンピューティング・デバイス、ハンドヘルド・デバイス、サーバ・クラス・コンピューティング・マシンもしくはデータベースまたはその両方、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、民生用装置もしくは民生用機器またはその両方、工業用デバイスもしくは商用デバイスまたはその両方、デジタル・アシスタント、インターネットが有効化されたマルチメディア電話、または別の種類のデバイス、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0040】

図に示されているように、量子プログラム実装システム１０２は、制御ノード２０４Ａの古典的システムに含まれ得る。制御ノードは、スケジューリング、命令、データ分析、測定分析、量子パラメータの最適化、または同様のもの、あるいはその組み合わせを提供できる古典的リソースであることができる。これらの制御ノードが、ローカルに、または非中心的に、あるいはその両方で、互いに相対的に分散されることが可能であるか、または任意の２つ以上の制御ノードが、通信可能に互いに接続されることが可能であるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の他の実施形態では、１つまたは複数の制御ノードが量子リソースであることができるか、または１つまたは複数の量子コンポーネントを含むことができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0041】

示された古典的制御ノード２０４Ａは、中央処理装置２０６Ａを含むことができるが、１つまたは複数の他の実施形態では、ＣＰＵ２０６Ａおよびプロセッサ１０６は、同じであることができるか、またはハードウェアもしくはソフトウェアまたはその両方の１つまたは複数の態様を共有することができるか、あるいはその両方であることができる。図２での拡大された非限定的システム１００Ｅは、ＣＰＵ２０６Ｂを含んでいる別の制御ノード２０４Ｂを含むこともできる。任意の適切な数の制御ノードが含まれ得るということが、理解されるであろう。１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１０２は、制御ノード（図示されていない）のいずれからも離れて配置され得る。１つまたは複数の実施形態では、２つ以上の制御ノードが、量子プログラム実装システム１０２を含むことができる。そのような場合、２つ以上の量子プログラム実装システム１０２が、１つまたは複数の通信経路またはデータ・パラメータあるいはその両方をコンパイルするように、一緒に機能することができるか、または量子プログラム実装システム１０２のうちの１つのみが、１つまたは複数のそのような機能を容易にすることができるか、あるいはその両方であることができる。

【0042】

動作ノードは、パルス生成、波形生成、量子測定、または１つまたは複数の量子ビットに関連するか、もしくは１つまたは複数の量子ビットを含むか、またはその両方である他の機能、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子タスクを実行することができる、量子リソースであることができる。これらの動作ノードが、ローカルに、または非中心的に、あるいはその両方で、互いに相対的に分散されることが可能であるか、または任意の２つ以上の動作ノードが、通信可能に互いに接続されることが可能であるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の他の実施形態では、１つまたは複数の動作ノードが量子リソースであることができるか、または１つまたは複数の量子コンポーネントを含むことができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。追加または代替あるいはその両方として、１つまたは複数の動作ノードが、上でリストされた制御ノードの機能のうちの１つまたは複数を提供することができるか、または１つまたは複数の制御ノードが、上でリストされた動作ノードの機能のうちの１つまたは複数を提供することができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0043】

追加または代替あるいはその両方として、動作ノードおよび制御ノード以外に、他のノードの種類が可能であることができる。例えば、物理的分散または接続性あるいはその両方に役立つように、通過ノードが採用されることが可能であり、量子システム間にインターフェイス・ノードが採用されることが可能であり、または例えば、単一誤り保護量子ビット（single error protected qubit）のような不完全な量子ビットの集合を管理するために、量子ビット・グループ・コントローラが採用されることが可能であり、あるいはその組み合わせが可能である。

【0044】

図２に示された拡大された非限定的システム１００Ｅ、および（図示されていないが）図１の非限定的システム１００も、互いに相対的にローカルに分散された３つの動作ノード２２０Ａ、２２０Ｂ、および２２０Ｃを含んでいる量子システム１０１を含むことができる。これらの動作ノード２２０Ａ、２２０Ｂ、および２２０Ｃの各々は、拡張器（ＥＸ：expander）、波形再生機（ＷＰ：waveform player）、デジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ：digital to analog converter）デバイス、アナログ／デジタル・コンバータ（ＡＤＣ：analog to digital converter）デバイス、またはカーネル／選別器（ＫＤ：kernel/discriminator）、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の動作ノードのコンポーネントを含むことができる。１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数の動作ノードのコンポーネントの１つまたは複数の機能が、動作ノードのコンポーネントのうちの別の１つまたは複数によって実行され得る。１つまたは複数の実施形態では、動作ノードのコンポーネントのうちの１つまたは複数が結合されるか、または省略されるか、あるいはその両方であることができる。

【0045】

これらの動作ノード２２０Ａ、２２０Ｂ、および２２０Ｃの各々は、少なくとも１つの量子ビット２２６Ａ、２２６Ｂ、および２２６Ｃにそれぞれ作用することができる。さらに、３つの量子ビット（量子ビット（０）２２６Ａ、量子ビット（１）２２６Ｂ、および量子ビット（２）２２６Ｃ）のみが示されているが、例えば、７個以上の量子ビット、１０個以上の量子ビット、または１００個以上の量子ビット、あるいはその組み合わせなどの、追加の量子ビットに作用するために、追加の動作ノードが含まれ得るということが理解されるであろう。

【0046】

ここで、動作ノード２２０Ａ、２２０Ｂ、または２２０Ｃのいずれにも適用可能であるが、動作ノード２２０Ａを参照して、動作ノード２２０Ａの１つまたは複数の態様が詳細に説明される。動作ノード２２０Ａは、拡張器（ＥＸ）２２１Ａ、波形再生機（ＷＰ）２２２Ａ、デジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）デバイス２２３Ａ、アナログ／デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）デバイス２２４Ａ、およびカーネル／選別器（ＫＤ）２２５Ａを含むことができ、量子ビット（０）２２６Ａに作用することができる。拡張器２２１Ａは、量子ゲートに関する凝縮された情報（例えば、例示的な情報またはｅｘｉｎｆｏ２３２Ａ）を１つまたは複数の量子ゲートのシーケンスに変換することができる。シーケンスの少なくとも一部は、非限定的システム１００／１００Ｅの外部または内部あるいはその両方にあるデータベースでコンパイルされ得る。波形再生機２２２Ａは、２つ以上の量子ゲートのシーケンスを、ＤＡＣデバイス２２３Ａによって利用するためのコード・ポイントに変換することができる。例えば、波形再生機２２２Ａは、１つまたは複数の量子ゲートを表すコード・ポイントのライブラリを参照することができ、このライブラリを使用して、コード・ポイントのシーケンスを構築する。コード・ポイントのライブラリは、拡大された非限定的システム１００Ｅの外部または内部あるいはその両方にあるデータベースに格納され得る。ＤＡＣデバイス２２３Ａは、コード・ポイントのシーケンスを、アナログ制御信号またはアナログ測定信号あるいはその両方などの、１つまたは複数のアナログ信号に変換することができる。量子ビット（０）２２６Ａなどの量子ビットの状態の測定の時間ウィンドウの間に、ＡＤＣデバイス２２４Ａは、アナログ信号のうちの１つまたは複数をサンプリングして、電圧を表す１つまたは複数のデジタル・コードを生成することができる。

【0047】

カーネル／選別器２２５Ａは、測定の１つまたは複数のサンプルを、量子ビットの状態を表す２進数に変換することができる。１つまたは複数の他の実施形態では、カーネル／選別器２２５Ａは、状態（例えば、００、０１、１０、および１１として定義された４つの異なる量子状態）のうちの１つまたは複数を表すために、２進列が採用されるか、または渡されるか、あるいはその両方が可能であるなどの場合に、測定の１つまたは複数のサンプルを１つまたは複数の２進状態に変換することができる。カーネル／選別器２２５Ａは、量子ビット（０）２２６Ａのｑｖ（０）２３４Ａなどの量子ビット値を出力することができる。さらに、図２に特に示されていないが、１つまたは複数の実施形態では、カーネル／選別器から出力された量子ビット測定結果は、各拡張器に供給されるか、異なる拡張器に供給されるか、または各システム内の２つ以上のノードにブロードキャストされるか、あるいはその組み合わせであることができる。

【0048】

現在のシステムでは、制御ノードと動作ノードの間の（例えば、制御ノード２０４Ａから動作ノード２２０Ａへの）例示的な情報（例えば、ｅｘｉｎｆｏ２３２Ａ）の転送、または動作ノードと制御ノードの間の（例えば、動作ノード２２０Ａから制御ノード２０４Ａへの）結果として得られた測定された量子ビット値（例えば、ｑｖ（０）２３４Ａ）の転送の遅延は、標準的であることができる。これは特に、複数の量子ビットの制御を実施するために、例示的な情報および量子ビット値などの多くのデータの側面が受け渡されている場合に当てはまる。ノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の（例えば、ソフトウェアまたはハードウェアあるいはその両方を介する）ボトルネック、隘路、またはデータ収集点、あるいはその組み合わせが、データ転送の速度を制限することがある。すなわち、従来の複数のＣＰＵの通信および管理技術は、標準的な量子ビットのデコヒーレンスを考慮することができるスケールで、データを転送すること、分析すること、または決定すること、あるいはその組み合わせが、できない可能性がある。多数の量子ビットに作用する量子プログラムにスケーリングするときに、この問題が悪化することがある。

【0049】

１つまたは複数の遅延を考慮すると、多量子ビット・ゲートを実装するために複数の動作ノード間の調整が利用されるなどの場合に、複数の量子ビットに対して動作する１つまたは複数の量子タスクに関するデータの転送が、少なくとも１つの動作ノードで遅延する可能性がある。これらの１つまたは複数の遅延は、次に、多量子ビット・ゲートを実装する準備ができているが、代わりに、（例えば、１つまたは複数の下流の実行時間に影響を与える）そのようなすべての動作ノードの準備もできるまで遅延している動作ノードで、さらなる遅延を引き起こすことがある。これは、量子プログラムの実行中に量子システムに存在するデコヒーレンスまたは他のエラー（例えば、量子ノイズ）あるいはその両方をさらに悪化させることがある。さらに、量子プログラムを実行するために複数の量子タスクが順に実行され得るということが理解されるべきである。これは、各量子システム、古典的システム、またはハイブリッド・システム、あるいはその組み合わせに導入される前述の遅延、デコヒーレンス、またはエラー、あるいはその組み合わせをさらに悪化させることがある。

【0050】

これらの問題のうちの１つまたは複数を考慮するために、本明細書における１つまたは複数の実施形態は（例えば、量子プログラム実装システム１０２またはコンパイル・コンポーネント１１２あるいはその両方によって）、非限定的システム１００／１００Ｅなどのシステムのさまざまな制御ノードおよび動作ノード間のデータ転送のスケジューリングのために、本明細書ではコンパイルされた通信ファブリック１４０と総称される通信経路２４２の通信インフラストラクチャをコンパイルすることができる。すなわち、コンパイル・コンポーネント１１２は、非限定的システム１００／１００Ｅ全体を通じたデータの転送のために、１つまたは複数の通信経路に対してデータ転送を識別することおよびスケジュールすることを含めて、１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることができる。コンパイルされた通信ファブリック１４０によって、コンパイル・コンポーネント１１２は、１つまたは複数の通信経路２４２を介して、制御ノード２０４Ａの互いの通信、ならびに動作ノード２２０Ａ、２２０Ｂ、および２２０Ｃのうちの１つまたは複数との制御ノード１０４Ａおよび１０４Ｂの通信を容易にすることができる。このコンパイル（例えば、識別またはスケジューリングあるいはその両方）が、下で詳細に説明される。

【0051】

通信ファブリック１４０は、１つまたは複数の事例では、１つまたは複数の特定の量子プログラムの実行のために具体的にコンパイルされ得る。１つまたは複数の他の量子プログラムに関連して、同じ通信ファブリック１４０または異なる通信ファブリックあるいはその両方がコンパイルされ得る。

【0052】

最初に、通常、コンパイル・コンポーネント１１２は、非限定的システム１００／１００Ｅが各量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１０９）を受信した後などの、量子プログラムの実行前に、１つまたは複数の通信経路を識別することができる。追加または代替あるいはその両方として、各量子プログラムの実行の初期化後、ただし１つまたは複数の通信経路２４２を採用する（量子プログラムの）特定の量子タスクの実行前に、コンパイル・コンポーネント１１２によって、１つまたは複数の通信経路２４２またはそのセグメントあるいはその両方が識別され得る。

【0053】

コンパイル・コンポーネント１１２は、コンパイル・コンポーネント１１２に通信可能に結合された１つまたは複数の他のプログラム、データベース、アプリケーション、または同様のもの、あるいはその組み合わせを介して識別されたか、またはそれらによって利用されたか、あるいはその両方である１つまたは複数のそのような経路を検索することなどによって、１つまたは複数の通信経路を識別することができる。１つまたは複数の実施形態では、コンパイル・コンポーネント１１２は、非限定的システム１００／１００Ｅのさまざまな制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間で、ｐｉｎｇなどの１つまたは複数の信号をトリガーすることができる。受信された１つまたは複数の信号、ｐｉｎｇ、メタデータ、または他の結果、あるいはその組み合わせに基づいて、コンパイル・コンポーネント１１２は、通信経路または経路遅延あるいはその両方を識別することができる。例えば、最悪の場合の伝搬遅延は、ノード間の動作を計画するときに、コンパイル・コンポーネント１１２にとって有用であることがある。同様に、コンパイル・コンポーネント１１２は、さまざまな制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間のデータ集中点またはデータ密集点あるいはその両方を最小限に抑えるか、または回避するか、あるいはその両方である通信経路を識別することができる。例えば、１つの実施形態では、コンパイル・コンポーネント１１２は、較正プログラムを使用して、バックエンド構造および最悪の場合の伝搬待ち時間を記録することができ、この記録された情報は、非限定的システム１００によって、ノード間の１つまたは複数のゲート動作を計画するために使用され得る。

【0054】

図２をさらに参照すると、通信ファブリック１４０の複数の通信経路２４２が、１つまたは複数の制御ノード２０４Ａおよび２０４Ｂならびに１つまたは複数の動作ノード２２０Ａ、２２０Ｂ、および２２０Ｃを概略的に接続していることが分かる。特定の通信経路２４２Ａが制御ノード２０４Ａから動作ノード２２０Ａへの通信に関して示されており、異なる通信経路２４２Ｂが動作ノード２２０Ａから制御ノード２０４Ａへの通信のためにコンパイルされているが、１つまたは複数の通信経路２４２が任意のノード間の通信に使用され得るということが理解されるであろう。すなわち、コンパイル・コンポーネント１１２は、ノードの１つまたは複数の対の間の１つまたは複数の経路を識別することができる（例えば、制御ノードもしくは動作ノードまたはその両方、または少なくとも通信経路２４２のセグメント、あるいはその組み合わせが、３つ以上のノード（例えば、制御ノードもしくは動作ノードまたはその両方）間の転送に利用され得る）。したがって、通信経路２４２の使用は、量子プログラムの実行中に動的であることができる。しかし、そのような動的使用は、量子プログラムの実行前に、コンパイル・コンポーネント１１２によってスケジュールされたままであることができる。

【0055】

さらに、図に示されているように、各制御ノードと各動作ノードの間の反対方向（例えば、相対的送信および相対的受信）の各々で、データの転送のための別々の通信経路２４２が識別され得る。これによって、同時に共通の通信経路に沿ったデータ転送の重複の回避を容易にすることができるか、またはノードの対の間の各受信方向および送信方向の両方での同時データ転送を可能にすることができるか、あるいはその両方が可能である。コンパイル・コンポーネント１１２によって容易にされるこのコンパイル戦略を考慮すると、量子プログラムの実行中の１つまたは複数の瞬間に、データ転送の密集が最小限に抑えられるか、または回避されるか、あるいはその両方が可能である。

【0056】

さらに、図２に示されている特定の通信経路２４２および通信経路２４２の数が、単に通信ファブリック１４０の例示的な図であるということが、理解されるであろう。適切な場合、より多いか、またはより少ない通信経路２４２が識別され得る。

【0057】

ここで図３を参照すると、１つまたは複数の実施形態では、コンパイル・コンポーネント１１２が、１つまたは複数の通信経路の１つまたは複数の経路の側面を識別することができるか、または生成することができるか、あるいはその両方が可能であるということも、理解されるであろう。これらの経路の側面は、１つまたは複数の端点３５２、１つまたは複数のファブリック・ポート・インターフェイス３５４、または１つまたは複数のルーティング・ブロック３５６、あるいはその組み合わせを含むことができる。通常、コンパイル・コンポーネント１１２は、非限定的システム１００／１００Ｅが各量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１０９）を受信した後などの、量子プログラムの実行前に、１つまたは複数の経路の側面を識別することができる。追加または代替あるいはその両方として、各量子プログラムの実行の初期化後、ただし１つまたは複数の経路の側面または経路の側面の一部あるいはその両方を採用する（量子プログラムの）特定の量子タスクの実行前に、コンパイル・コンポーネント１１２によって、１つまたは複数の経路の側面または経路の側面の一部あるいはその両方が識別され得る。

【0058】

コンパイル・コンポーネント１１２は、少なくとも経路の側面の一部として、サーバ、ルータ、ケーブル、または物理的な通信の結び付き、あるいはその組み合わせなどを含む任意の適切なハードウェアなどの、１つまたは複数の物理的側面を識別することができる。例えば、量子アプリケーションに関して、伝搬待ち時間を最小限に抑えるために、少なくとも経路の側面の一部が、軽量のプロトコルを有するか、またはプロトコルが存在しないか、あるいはその両方である特注設計のインターフェイスとして実装され得る。追加または代替あるいはその両方として、コンパイル・コンポーネント１１２は、少なくとも経路の側面の一部として、１つまたは複数のソフトウェアの側面を識別することができるか、または１つまたは複数のソフトウェアの側面を生成することができるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の実施形態では、ソフトウェアの側面は、クラウド・ネットワークを含むか、またはクラウド・ネットワークの一部であることができる。

【0059】

したがって、コンパイル・コンポーネント１１２によってコンパイルされ、非限定的システム１００／１００Ｅによって提供された通信ファブリック１４０（例えば、１つまたは複数のコンパイルされた通信命令を含んでいる）が、ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、あるいはその組み合わせによって実現され得るということが理解されるであろう。

【0060】

さまざまな経路の側面を参照すると、１つまたは複数の端点３５２が、図２に示された制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方などの、各制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の側面に（ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、あるいはその組み合わせのいずれであるかにかかわらず）接続されるか、またはそれらの側面であるか、あるいはその両方であることができる。例えば、各端点３５２は、制御ノードのＣＰＵへ、あるいは動作ノードの拡張器もしくは各量子プロセッサまたはその両方へなど、各ノードに通信可能に接続され得る。データ転送を登録すること、受信すること、または出力すること、あるいはその組み合わせのために、端点３５２が識別されること、または生成されること、あるいはその両方を実行されることが可能である。

【0061】

１つまたは複数の端点３５２は、それぞれ、少なくとも１つのファブリック・ポート・インターフェイス（ＦＰＩ：fabric port interface）３５４に接続され得る。通信ファブリック１４０の１つまたは複数のＦＰＩ３５４は、通信ファブリック１４０の１つまたは複数の通信経路２４２に含まれているハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方のための、端点３５２とのインターフェイス接続として機能することができる。１つまたは複数の通信経路とインターフェイスをとるため、またはデータ転送を駆動するため、あるいはその両方のために、ＦＰＩ３５４が識別されること、または生成されること、あるいはその両方を実行されることが可能である。例えば、ＦＰＩは、ソフトウェアの制御下で読み込まれたか、または転送されたか、あるいはその両方であるデータを保持するか、送信するか、または受信するか、あるいはその組み合わせを実行するために使用される、レジスタのブロックであることができる。別の例では、ＦＰＩは、ルーティング情報などと共に転送パケットにカプセル化されたデータを形成すること、注入すること、受信すること、または抽出すること、あるいはその組み合わせを実行することができる、より複雑なハードウェア・コントローラであることができる。

【0062】

ＦＰＩ３５４は、少なくとも１つの送信データ・ブロック３５５および少なくとも１つの受信データ・ブロック３５８を含むことができる。送信データ・ブロック３５５および各受信データ・ブロック３５８は、比喩的な（例えば、ソフトウェアによって生成された）ブロックまたは文字どおりの（例えば、コンパイル・コンポーネント１１２によって識別された）ハードウェアあるいはその両方であることができる。１つの実施形態では、図に示されているように、各送信データ・ブロック３５５および各受信データ・ブロック３５８は、１つまたは複数の送信先ブロック３６０を含むことができる。送信先ブロック３６０は、比喩的な（例えば、ソフトウェアによって生成された）ブロックまたは文字どおりの（例えば、コンパイル・コンポーネント１１２によって識別された）ハードウェアあるいはその両方であることができる。送信先ブロック３６０は、連結されて、隣接するインデックス可能な配列を形成することができる。

【0063】

１つの実施形態では、各送信先ブロック３６０は、特定のＦＰＩ３５４へのデータの転送に専用であることができる。したがって、送信データ・ブロック３５５および受信データ・ブロック３５８に含まれている送信先ブロック３６０の数が、図３に示されている数と異なることができるということが理解されるであろう。すなわち、混雑を減らした例示の目的で、図３の送信データ・ブロック３５５および受信データ・ブロック３５８の各々には２つの送信先ブロック３６０のみが示されている。しかし、１つまたは複数の実施形態では、ＦＰＩは、送信先ブロックのためのレジスタのバンクを含むことができる。すなわち、データ・ブロック３５５および３５８は、それぞれ、レジスタの一部またはセクションであることができ、データ・ブロック３５５および３５８の各々は、各通信ファブリック１４０の複数のＦＰＩ３５４の数に等しい複数の送信先ブロック３６０を含んでいる。

【0064】

各送信先ブロック３６０は、１つまたは複数のデータ単位３６２を含むことができる。各データ単位３６２は、１つまたは複数の隣接するビットを包含するか、または含むか、あるいはその両方であることができる。データ単位３６２は、比喩的な（例えば、ソフトウェアによって生成された）ユニットまたは文字どおりの（例えば、コンパイル・コンポーネント１１２によって識別された）ハードウェアあるいはその両方であることができる。１つまたは複数の実施形態では、送信先ブロック３６０に含まれ得る隣接するビットの量は、量子プログラムが実行しているときの１クロック・サイクルなどの間に別のＦＰＩ３５４に送信されること、または別のＦＰＩ３５４から受信されること、あるいはその両方が可能なデータ量に等しくなることができる。

【0065】

本明細書において使用されるとき、「データ量」は、「データ単位の数」とは別の概念である。すなわち、単一のデータ単位は、第１のデータ量を含むことができ、複数のデータ単位は、より大きい第２のデータ量を一緒に含むことができる。例えば、「データ単位」は、通信ファブリック１４０がどのように実装されるかに応じて、ビット、ニブル、またはバイトであることができる。

【0066】

図３に示されているように、通信ファブリック１４０の通信経路２４２の１つまたは複数のセグメントは、一般に「クラウド」として表され得る。１つまたは複数の通信経路２４２が少なくとも部分的にワイヤレスである（例えば、ＬＡＮまたはＷＡＮあるいはその両方などのネットワークを通って広がる）ことができるということが理解されるであろう。すなわち、少なくとも１つまたは複数の通信経路２４２のセグメントは、非有形であることができる。

【0067】

端点３５２およびＦＰＩ３５４に加えて、１つまたは複数の通信経路２４２は、図３の「クラウド」内に配置されたルーティング・ブロック３５６などの、１つまたは複数のルーティング・ブロック３５６を含むこともできる。すなわち、各通信経路２４２などの、１つまたは複数の通信経路２４２は、１つの端点３５２から別の端点３５２に伸びることができる。１つまたは複数の通信経路２４２は、ＦＰＩ３５４および０個以上のルーティング・ブロック３５６の対を含むことができる。ルーティング・ブロック３５６は、比喩的な（例えば、ソフトウェアによって生成された）ブロックまたは文字どおりの（例えば、コンパイル・コンポーネント１１２によって識別された）ハードウェアあるいはその両方であることができる。端点３５２間のデータ転送を駆動すること、またはルーティングすること、あるいはその両方のために、ルーティング・ブロック３５６が識別されること、または生成されること、あるいはその両方を実行されることが可能である。

【0068】

１つまたは複数の実施形態では、ルーティング・ブロックは、マルチプレクサによって相互接続されるなどの、入力レジスタおよび出力レジスタのセットを含むことができる。マルチプレクサの制御または選択あるいはその両方は、配列から読み取られたハードウェア制御ワードの配列（例えば、プログラム）によって管理され得る。この配列は、量子ジョブ要求が受信されたときに構成され得る。

【0069】

図に示されているように、通信ファブリック１４０は、ＦＰＩ３５４または端点３５２あるいはその両方より少ないルーティング・ブロック３５６を含むことができる。すなわち、単一のルーティング・ブロック３５６は、量子プログラムの実行中に、任意の１つまたは複数のＦＰＩ３５４のために働くことができる。追加または代替あるいはその両方として、通信経路２４２は、２つ以上のルーティング・ブロック３５６を含むことができる。さらに、任意の適切な数のルーティング・ブロック３５６が、コンパイルされた通信ファブリック１４０に含まれ得る。代替として、１つまたは複数のルーティング・ブロック３５６、および１つまたは複数の事例では、すべてのルーティング・ブロック３５６が、省略され得る。

【0070】

通信ファブリック１４０に含まれている端点３５２、ファブリック・ポート・インターフェイス３５４、またはルーティング・ブロック３５６、あるいはその組み合わせの数が、さまざまな量子プログラムの実行に適したものになるように、図３に示されている数より多いか、または少なくなることができるということが、理解されるであろう。

【0071】

さらに、多数または大量あるいはその両方のハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方の側面が非限定的システム１００／１００Ｅに含まれている場合、存在する端点３５２、ファブリック・ポート・インターフェイス３５４、またはルーティング・ブロック３５６、あるいはその組み合わせのいずれかの数は、拡張可能であることができる。この拡張性は、制御ノード（例えば、ＣＰＵ）の増やされた数、動作ノードの増やされた数（例えば、量子プログラムにおいて採用された量子ビットの増やされた数と相互関係がある）、または量子プログラムの実行中の任意の特定の時間間隔の間の、コンパイル・コンポーネント１１２によってスケジュールされたデータ転送の増やされた数（例えば、増やされた制御ノード、動作ノード、または採用された量子ビット、あるいはその組み合わせのいずれかに起因する）を考慮することができる。このスケジューリングが下で詳細に説明されるということが、理解されるであろう。

【0072】

図１および２を再び簡単に参照すると、コンパイル・コンポーネント１１２によって通信ファブリック１４０の１つまたは複数のソフトウェアの側面の識別または生成あるいはその両方を容易にするために、非限定的システム１００／１００Ｅに通信可能に結合された、１つまたは複数の制御ノード、動作ノード、量子プログラム実装システム１０２、または他の古典的システムもしくは量子システムまたはその両方、あるいはその組み合わせに関連して、１つまたは複数のソフトウェア・アプリケーション、プログラム、またはコード、あるいはその組み合わせが、インストールされるか、または他の方法で入力されるか、あるいはその両方であることができる。すなわち、実体は、コンパイル・コンポーネント１１２によって採用される１つまたは複数のソフトウェア・アプリケーション、プログラム、またはコード、あるいはその組み合わせを提供することによって、通信ファブリック１４０のコンパイルを容易にすることができる。代替または追加あるいはその両方として、量子プログラム実装システム１０２またはコンパイル・コンポーネント１１２あるいはその両方は、コンパイル・コンポーネント１１２によって採用される１つまたは複数のソフトウェア・アプリケーション、プログラム、またはコード、あるいはその組み合わせの提供を容易にすることができる。

【0073】

追加または代替あるいはその両方として、コンパイル・コンポーネント１１２によって通信ファブリック１４０の１つまたは複数のハードウェアの側面の識別または生成あるいはその両方を容易にするために、ルータ、サーバ、ケーブル、ルーティング・ボックス、カスタム・ハードウェア・インターフェイス、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の物理的ハードウェア・コンポーネントが、非限定的システム１００／１００Ｅに通信可能に結合された、１つまたは複数の制御ノード、動作ノード、量子プログラム実装システム１０２、または他の古典的システムもしくは量子システムまたはその両方、あるいはその組み合わせの間に配置されて、提供されるか、またはインストールされるか、あるいはその両方であることができる。すなわち、実体は、コンパイル・コンポーネント１１２によって採用される１つまたは複数のハードウェア・コンポーネントを提供すること、またはインストールすること、あるいはその両方によって、通信ファブリック１４０のコンパイルを容易にすることができる。追加または代替あるいはその両方として、量子プログラム実装システム１０２またはコンパイル・コンポーネント１１２あるいはその両方は、コンパイル・コンポーネント１１２によって採用される１つまたは複数のハードウェア・コンポーネントの提供またはインストールあるいはその両方を容易にすることができる。

【0074】

図４および５を参照すると、前述のソフトウェアまたはハードウェアあるいはその両方の経路の側面の接続トポロジーは、さまざまな異なる形態をとることができる。前述したように、コンパイルされた通信ファブリックのための接続トポロジーは、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方として実現され得る。例えば、接続トポロジーは、実行される量子プログラム、または制御ノードもしくは動作ノードまたはその両方がアクセスできる（例えば、１つまたは複数の制御ノードおよび１つまたは複数の動作ノードを接続する）ハードウェアの側面もしくはソフトウェアの側面またはその両方、あるいはその組み合わせに依存することができる。１つまたは複数の接続トポロジーが、単一の通信ファブリック内で結び付けられることが可能であり、または異なる通信ファブリックが、異なる接続トポロジーを含むことができ、あるいはその両方が可能である。

【0075】

図４に示されているように、例示的な接続トポロジー４００は、共通の結び付き４６４によって他のノード・ブロック４６２にそれぞれ接続された複数のノード・ブロック４６２を含むことができる。結び付き４６４が、それを通る複数の通信経路を含むことができるということが、理解されるであろう。各ノード・ブロック４６２（例えば、端点４５２およびＦＰＩ４５４をそれぞれ含んでいる）は、共通のルーティング・ブロック４５６にそれぞれ接続された複数のノード４６０を含むことができる。ノード・ブロック４６２の各共通のルーティング・ブロック４５６は、共通の結び付き４６４のルーティング・ブロックで、共通の結び付き４６４に接続され得る。共通の結び付き４６４は、各端点、ＦＰＩ、およびルーティング・ブロックを含むことができる。

【0076】

代替として、図５に示されているように、例示的な接続トポロジー５００は、１つまたは複数のノードをそれぞれ含んでいる複数のノード・ブロック５６２を含むことができる。各ノード・ブロック５６２は、ノード・ブロック５６２用の各ルーティング・ブロック５５６を含むことができるか、または各ルーティング・ブロック５５６に接続され得るか、あるいはその両方であることができる。複数の結び付き５６４が、接続トポロジー５００に含まれ得る。１つまたは複数の結び付き５６４が、各ルーティング・ブロックなどで、１つまたは複数の他の結び付き５６４に接続され得る。図５の５００での表現では、各結び付き５６４が、ノード・ブロック５６２の対に直接接続され、１つまたは複数の他の結び付き５６４を介して他のノード・ブロック５６２に間接的に接続される。

【0077】

それとは異なって、図５にやはり示されているように、例示的な接続トポロジー５８０は、結び付きを省略することができる。代わりに、ルーティング・ブロック５８６をそれぞれ含んでいる複数のノード・ブロック５９０が含まれ得る。複数のノード・ブロック５９０がリング状に接続され得る。すなわち、各ルーティング・ブロック５８６は、２つの隣接するルーティング・ブロック５８６に直接接続され得る。

【0078】

図２～５を全体的に簡単に参照して、結合されたアーキテクチャの側面（例えば、端点、ファブリック・ポート・インターフェイス、またはルーティング・ブロック、あるいはその組み合わせ）の相互接続された機能が説明される。端点での（例えば、ＣＰＵ、拡張器、または各量子プロセッサ、あるいはその組み合わせへの入力またはそれらからの出力としての）データ転送（例えば、１つまたは複数のデータ単位）の受信時に、データ転送が登録され得る。コンパイル・コンポーネント１１２は、登録のタイミングが量子プログラム実行スケジュールに適合すること、または量子プログラムのクロック・サイクルに適合すること、あるいはその両方を検証することができる。量子プログラム実装システム１０２、実行コンポーネント１１８、または量子システム１０１、あるいはその組み合わせは、量子プログラム実行スケジュールに従って、データ転送を、１つの端点から次の送信先の端点まで、適切な方向に（例えば、ＣＰＵ、拡張器、量子プロセッサ、ファブリック・ポート・インターフェイス、ルーティング・ブロック、または同様のもの、あるいはその組み合わせに）駆動することができる。

【0079】

ここで図６を参照すると、コンパイル・コンポーネント１１２によって量子プログラム実行スケジュール６００がコンパイルされ得る。すなわち、さらに効率的な通信ファブリック１４０を提供するために、コンパイル・コンポーネント１１２は、識別された通信経路に沿って転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすることもできる。コンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータは、（例えば、データ転送ごとの）特定の数のデータ単位、またはノードの対（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）の間を移動されるデータの最大サイズ（例えば、データ単位の数に含まれているビットまたは他の単位の合計）、あるいはその組み合わせを含むことができる。データの最大サイズは、量子プログラムの完全な実行の間の、任意の１つの瞬間に、任意の１つクロック・サイクルに、または任意の１つ量子タスクごとに、あるいはその組み合わせに、各通信経路で転送される最大値として決定され得る。コンパイル・コンポーネント１１２は、量子プログラムの異なる量子タスクまたはクロック・サイクルあるいはその両方に関する１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすることができる。

【0080】

実際、１つまたは複数のデータ・パラメータを考慮すると、量子プログラムの実行中にデータ単位の数は変化しないが、データ単位に保持されている（例えば、ビットに含まれている）値のみが、何のデータが転送されるかに応じて変化する。例えば、量子プログラムの実行中に、量子ゲートの実装などに関する制御ノードからの量子ビット測定結果または決定情報あるいはその両方などによって、データ値が決定され得る。

【0081】

コンパイル・コンポーネント１１２は、まだ決定されていないデータの送信先に関して、（例えば、１つまたは複数のデータ・パラメータを利用して）データ単位の数および最大データ・サイズを含むスケジューリング命令をコンパイルすることもできる。言い換えると、コンパイル・コンポーネント１１２は、データ単位の数、最大データ・サイズ、またはデータの転送先、あるいはその組み合わせを含む、データ移動に関する１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすることができ、したがって、これらのデータ・パラメータは、量子プログラムの実行中にすべて静的であることができ、一方、実行中にデータの内容のみが変化することができる。すなわち、量子プログラムの実行前に、何の情報を渡すか、情報の行き先、およびデータを渡す方法が決定され得るが、量子プログラムが実行されているときに、転送されるデータ（例えば、データ・ビット）の内容（例えば、値）は動的に変化することができる。

【0082】

例えば、量子プログラム６０２などの量子プログラムは、複数の動作ノードで実行される複数の量子タスクを含むことができる。量子タスクは、量子タスクが実行される特定の順序を有することができる。１つまたは複数の量子タスクは、他の量子タスクより時間がかかることがある。１つまたは複数の量子タスクは、他の量子タスクと並列に実行され得る。１つまたは複数の量子タスクは、１つまたは複数の他の量子タスクが最初に実行されるか、または開始されるか、あるいはその両方が行われるまで、実行され得ない。各動作ノードで実行される量子タスクのこの順序は、非限定的システム１００／１００Ｅが各量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１０９）を受信した後などの、量子プログラム６０２の実行前に、コンパイル・コンポーネント１１２によってスケジュールされ得る。追加または代替あるいはその両方として、各量子プログラムの実行の初期化後、ただし１つまたは複数の特定の量子タスクの実行前に、コンパイル・コンポーネント１１２によって、１つまたは複数の量子タスクがスケジュールされ得る。

【0083】

１つまたは複数の量子タスクのスケジューリングが、コンパイル・コンポーネント１１２による、１つまたは複数の量子タスクによって採用されるまだ決定されていないデータの（例えば、１つまたは複数の通信経路に沿った）１つまたは複数のデータ・ルートのスケジューリングを含むことができるということが、理解されるであろう。１つまたは複数の量子タスクのスケジューリングは、１つまたは複数のデータ・ルートに沿って転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをスケジュールすることを含むこともできる。これらの動作は、一緒に、または同時に、あるいはその両方で、完了することができる。コンパイル・コンポーネント１１２によって、１つまたは複数のデータ・ルートをスケジュールするために１つまたは複数のデータ・パラメータが利用されることが可能であり、またはこの逆も同様であり、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0084】

図６を参照すると、量子プログラム６０２に関して、コンパイル・コンポーネント１１２などのコンパイル・コンポーネントによってコンパイルされ得るスケジュール６００の一部の表現が概略的に示されている。各通信ファブリック６４０は、制御ノード６０４Ａ、動作ノード６２０Ａ、および動作ノード６２０Ｂを、通信可能に接続することができる。量子プログラム６０２の実行前などに、複数のクロック・サイクルＩ～Ｖの間に、データ・ブロック数、最大データ・サイズ、転送先、および通信経路（具体的に示されていない）がコンパイルされ得る。量子プログラム６０２が、それぞれ実行されるのに１つまたは複数のクロック・サイクルを必要とする可能性がある複数の量子タスクを含むことができるということ、異なる動作ノードが異なる時間に異なる量子タスクを実行できるということ、または動作ノードが１つまたは複数の量子タスクを一緒に実行できるということ、あるいはその組み合わせが、理解されるであろう。

【0085】

例えば、クロック・サイクルＩで、合計で８つのデータ単位６６２（例えば、図３のデータ単位３６２に似ている）の転送のために、通信経路が（例えば、通信ファブリック６４０を介して）コンパイルされ得る。コンパイル・コンポーネント１１２などの各コンパイル・コンポーネントによって、通信経路ごとに、データ転送ごとの最大データ・サイズが決定され、コンパイルされ得る。

【0086】

１つの例では、クロック・サイクルＩに関連して、制御ノード６０４Ａから通信ファブリック６４０のルーティング・ブロック（図示されていない）に伸びることができる共通の通信経路（または通信経路のセグメント）に沿った転送のために、データ単位６６２Ａおよび６６２Ｂ（例えば、図３のデータ単位３６２に似ている）の最大データ・サイズが決定され得る。１つの例では、ルーティング・ブロック（図示されていない）から動作ノード６０２Ａおよび６０２Ｂの各々に伸びることができる別々の通信経路（または通信経路のセグメント）に沿った転送のために、別々の最大データ・サイズが決定され得る。

【0087】

別の例では、クロック・サイクルＩＩに関連して、別々の通信経路に共通する少なくとも１つのルーティング・ブロックがないなどの、制御ノード６０４Ａから動作ノード６０２Ａおよび６０２Ｂの各々に伸びることができる別々の通信経路（または通信経路のセグメント）に沿った転送のために、データ単位６６２Ｃおよび６６２Ｄ（例えば、図３のデータ単位３６２に似ている）の別々の最大データ・サイズが決定され得る。

【0088】

図６に示されている概略スケジュール６００または別のスケジュールあるいはその両方を実現するため、およびしたがって、量子プログラム（例えば、量子プログラム６０２）の各量子タスクまたはクロック・サイクルあるいはその両方の間に転送されるデータの量ごとに、送信データ・ブロック（例えば、図３の送信データ・ブロック３５５に似ている）および受信データ・ブロック（例えば、図３の受信データ・ブロック３５８に似ている）を決定するために、各コンパイル・コンポーネント（例えば、コンパイル・コンポーネント１１２）は、データ転送リストをコンパイルすることができる。データ転送リストは、ファブリック番号（ＦＮ）、データ単位（図３のデータ単位３６２）の数における転送の長さ（ＬＥＮ）、各通信ファブリックのＦＰＩ送信データ・ブロック配列へのソース識別子（ＳＩＤ）およびソース・オフセット（ＳＯＦＦ）、ならびに各通信ファブリックのＦＰＩ受信データ・ブロック配列への送信先識別子（ＤＩＤ）および送信先オフセット（ＤＯＦＦ）の代表的データを含む、送信先ブロック（例えば、図３の送信先ブロック３６０）のリストを含むことができる。

【0089】

本明細書において使用されるとき、送信データ・ブロック配列は、各通信ファブリックのすべてのＦＰＩのすべての送信データ・ブロックを含むことができる。同様に、本明細書において使用されるとき、受信データ・ブロック配列は、各通信ファブリックのすべてのＦＰＩのすべての受信データ・ブロックを含むことができる。１つまたは複数の他の実施形態では、送信データ・ブロック配列または受信データ・ブロック配列あるいはその両方は、各通信ファブリックのすべてのＦＰＩのすべての送信データ・ブロックまたは受信データ・ブロックあるいはその両方より少ない送信データ・ブロックまたは受信データ・ブロックあるいはその両方をそれぞれ含むことができる。

【0090】

単一の量子タスクまたはクロック・サイクルあるいはその両方に関して、例示的なデータ転送リストが下の表Ｉに提供されている。表Ｉに関しては、各コンパイル・コンポーネント（例えば、コンパイル・コンポーネント１１２）によってコンパイルされた各通信ファブリックＦＮ－０およびＦＮ－１の対に関連して、４つのデータ転送が含まれている。ＦＮおよびＳＩＤの組み合わせ（例えば、（ＦＮ，ＳＩＤ））によって、送信ＦＰＩが個別に識別される。送信ＦＰＩ（１，１２）が２回供給されるということには、３つの送信ＦＰＩが含まれる。送信ＦＰＩ（１，１２）の場合、ＬＥＮおよびＳＯＦＦが同じであるため、同じデータが２つの異なる送信先にブロードキャストされ得る。基礎になる実装がブロードキャストをサポートすることができる場合、適切な場合に、同じ動作でこれらの２つの転送が実行され得る。ＦＮおよびＤＩＤの組み合わせ（例えば、（ＦＮ，ＤＩＤ））によって、受信ＦＰＩも個別に識別される。３つの受信ＦＰＩ（０，１）、（１，０）、および（１，１）が含まれる。受信ＦＰＩ（１，０）が２回ターゲットにされるが、ＬＥＮフィールドおよびＤＯＦＦフィールドが異なるため、異なるデータが異なる送信先ブロックに読み込まれ得る。

【0091】

【表1】

【0092】

図１および図６も、再び簡単に参照すると、１つまたは複数の実施形態では、コンパイル・コンポーネント１１２は、前述の１つまたは複数の通信命令をコンパイルするため（例えば、通信ファブリックをコンパイルするため）の１つまたは複数の命令を含んでいるコンパイル・アルゴリズム１１３を採用することができる。コンパイル・アルゴリズム１１３によって実行されるか、命令されるか、または指示されるか、あるいはその組み合わせが行われる動作は、１つまたは複数の量子タスクに関して、１つまたは複数の通信経路をコンパイルすること、１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすること、または１つまたは複数のデータ移動をスケジュールすること、あるいはその組み合わせを含むことができる。コンパイル・アルゴリズム１１３またはコンパイル・アルゴリズム１１３を実施するための命令あるいはその両方が、コンパイル・コンポーネント１１２、メモリ１０４、もしくは外部メモリ／ストレージ、またはその組み合わせに格納され得るということ、または関連するクラウド・コンピューティング環境、ＷＡＮ、ＬＡＮ、もしくは同様のもの、またはその組み合わせを介して、コンパイル・コンポーネント１１２もしくは非限定的システム１００またはその両方によってアクセス可能であるということ、あるいはその両方が、理解されるであろう。

【0093】

図６に、例示的な部分的コンパイル・アルゴリズム１１３Ａが示されている。非限定的システム１００／１００Ｅの１つまたは複数の実施形態では、図１に示されたコンパイル・アルゴリズム１１３の代わりに、コンパイル・アルゴリズム１１３Ａが採用され得る。すなわち、本明細書において提供された（または提供される）１つまたは複数の説明に関して、コンパイル・アルゴリズム１１３および１１３Ａは、互いに交換可能であることができる。コンパイル・アルゴリズム１１３および１１３Ａのうちの１つの説明または開示された態様あるいはその両方は、本明細書では、コンパイル・アルゴリズム１１３および１１３Ａのうちの他のものに当てはまることができる。

【0094】

コンパイル・アルゴリズム１１３Ａは、１つまたは複数のデータ・パラメータに基づくことができる１つまたは複数の各データ転送リストを使用して経路配列を生成するか、または満たすか、あるいはその両方のための、１つまたは複数の命令を含むことができる。すなわち、１つまたは複数のデータ・パラメータに基づいて、非限定的システム１００によって採用されたコンパイルされた通信経路２４２が少なくとも部分的に識別されることが可能であるか、または特定のデータ転送が、コンパイルされた通信経路２４２に沿って発生するようにスケジュールされることが可能であるか、あるいはその両方が可能である。上で示されたように、コンパイル・コンポーネント１１２は、各通信ファブリックを通るどの経路および待ち時間が使用可能であるかを発見するなどのために、非限定的システム１００／１００Ｅのさまざまな制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間で、ｐｉｎｇなどの１つまたは複数の信号をトリガーすることができる。受信された１つまたは複数の信号、ｐｉｎｇ、メタデータ、または他の結果、あるいはその組み合わせに基づいて、コンパイル・コンポーネント１１２は、さまざまな制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間のデータ集中点またはデータ密集点あるいはその両方を最小限に抑えるか、または回避するか、あるいはその両方であることができる通信経路を識別することができる。

【0095】

経路配列（例えば、命令シーケンサまたはＩＳＥＱ配列）を満たすために、コンパイル・アルゴリズム１１３Ａは、各量子プログラム（例えば、量子ジョブ要求１０９に基づく量子プログラムまたは量子プログラム６０２あるいはその両方）を含んでいるさまざまな量子タスクに関して、ソース（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）と送信先（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）の間の通信経路のセグメントを識別するための１つまたは複数の命令を含むことができる。コンパイル・アルゴリズム１１３Ａは、さまざまな量子タスクに含まれている１つまたは複数のデータ転送（例えば、ステップ）のための識別された通信経路に沿った１つまたは複数のルートのスケジューリングをさらに含むことができる。すなわち、利用される通信命令および通信経路が、コンパイル・アルゴリズム（例えば、コンパイル・アルゴリズム１１３または１１３Ａ）を採用しているコンパイル・コンポーネント１１２によってコンパイルされ得る。

【0096】

加えて、経路（ＩＳＥＱ）配列を満たすために、コンパイル・アルゴリズム１１３Ａは、１つまたは複数のデータ転送をスケジュールするために、１つまたは複数の指標、または１つまたは複数の指標に従うための１つまたは複数の命令、あるいはその両方を含むことができる。すなわち、いかに良くルーティング・リソースが利用されているかを測定するために、スケジュールされた出力を検査するための１つまたは複数の指標が作成され得る。１つの例は、ルーティング・リソースごとに、使用された時間スロットに対する未使用の時間スロットの比率をチェックすること、およびこの比率を理想的な事例と比較することであることができる。ハードウェアの待ち時間がルーティング・リソースの命令シーケンスにおけるすき間を引き起こす可能性があるため、「理想的な」は、ルーティング・リソースの各時間スロットが使用されるということを必ずしも意味しない。むしろ、「理想的な」は、空のシステムを通る最長のルートのグループからの１つの経路をルーティングすることに要する最小時間を計算し、次に、最長のルートのグループ内の経路の数だけ、その時間を加算することとして定義され得る。理想的な事例では、最長の経路のグループによって残されたすき間内で、他のすべての経路（すなわち、より短い経路）がスケジュールされ得るため、他の経路のための余分な時間が必要とされない。実際の事例に対する理想的な事例における未使用のスロットの比率が、各ＩＳＥＱ配列の圧縮の間に考慮され得る。

【0097】

例えばハードウェアのパケット・スイッチを採用する、異なる実装では、異なる指標が開発され得る。一例として、異なる指標は、ルーティング要素の入力ポートまたは出力ポートの競合が発生するなどの場合にパケットの失速を含む可能性があるデータの実際の転送に対する、パケットの完全なルートの比率の比較を含むことができる。

【0098】

指標に関して上で示されたように、例えば、より短い経路のルーティングによって、伝搬待ち時間からのすき間が埋められることを可能にするために、識別された最長の通信経路が最初にルーティングされ得るということに注意する。１つまたは複数の実施形態では、コンパイル・コンポーネント１１２によって、または非限定的システム１００によって、あるいはその両方によって採用されるクロック・サイクルを決定するために、最長のルーティングされたデータ転送（例えば、ステップ）または最長の通信経路あるいはその両方が採用され得る。すなわち、通信ファブリック１４０は、単一のクロック・ソースで動作するように、コンパイル・コンポーネント１１２によってコンパイルされ得る。すなわち、同じ周波数が使用され得るが、異なるクロック位相が許可され得る。これによって、非同期データ転送の交差の待ち時間を防ぐことができる。他の実施形態では、ルーティング・リソース間の非同期転送が実施され、サポートされ得るが、スケジューリングの複雑さを増大させることがある。

【0099】

コンパイル・アルゴリズム１１３Ａの性能にも含まれ得るように、コンパイル・コンポーネント１１２は、１つまたは複数のデータ・パラメータ、ならびに（例えば、１つまたは複数の通信経路の識別中に）受信された１つまたは複数の前述の信号、メタデータ、または他の結果、あるいはその組み合わせをさらに採用することができる。コンパイル・コンポーネント１１２は、コンパイル・アルゴリズム１１３Ａを介して提供された１つまたは複数の命令によって、１つまたは複数の通信経路に沿った１方向または両方向での１つまたは複数の異なる量のデータの転送時間をさらに決定することができる。

【0100】

ここで、コンパイル・アルゴリズム１１３／１１３Ａによって命令され得るか、またはコンパイル・アルゴリズム１１３／１１３Ａによって命令され得ないか、あるいはその両方である、コンパイル・コンポーネント１１２の１つまたは複数の追加機能について説明する。例えば、１つまたは複数の事例では、ブロードキャスト機能が通信ファブリック１４０に追加され得る。本明細書において使用されるとき、ブロードキャストは、複数のノードへ、または複数の端点へなどの複数の送信先へ、同じソース・データのコピーを送信することを含むことができる。すなわち、そのような事例では、各データ転送リストのエントリが同一のＦＰＮ、ＬＥＮ、ＳＩＤ、およびＳＯＦＦを含む場合、そのような同一のエントリは、ブロードキャスト動作として一緒にまとめられ得る。

【0101】

１つまたは複数の実施形態では、通信ファブリックの実装がブロードキャスト機能をサポートする場合、各データ転送リストの形式が、１つのソースおよび複数の送信先を表すことをサポートするように拡張され得る。代替として、データ転送リストは、単一のソースから単一の送信先へのルートを表すことができ、データ転送リストの処理は、同じソースを含むが、ブロードキャストされる経路への異なる送信先を含む、ルートの集合および組み合わせを可能にすることができる。通信ファブリックがブロードキャスト機能をサポートしない場合、データ転送リストに現れる１つのソースおよび複数の送信先を含む経路は、それぞれ単一のソースおよび送信先を含む個別の経路のルートに分解され得る。すなわち、ブロードキャスト機能は、量子プログラムの実行中に通信ファブリックを使用しているときに、伝搬待ち時間全体を減らすためなどの、データ転送リストに対する改良または通信ファブリックの実装に対する改良あるいはその両方と見なされ得る。

【0102】

コンパイル・コンポーネント１１２は、実行コンポーネント１１６による１つまたは複数のコンパイルされた通信経路を経由する決定された量子回路の実施のために、コンパイルされた通信ファブリック１４０を実行コンポーネント１１６に提供することができる。コンパイルされた通信ファブリック１４０は、前述の１つまたは複数の通信経路、データ・パラメータ、またはデータ移動スケジュール、あるいはその組み合わせを含むことができる。コンパイル・コンポーネント１１２は、コンパイルされた通信ファブリック１４０の提供を容易にするために、実行コンポーネント１１６と、直接的または間接的あるいはその両方で、通信可能に結合され得る。

【0103】

ここで非限定的システム１００／１００Ｅの１つまたは複数の追加のコンポーネントを参照すると、実行コンポーネント１１６は、量子システム１０１でコンパイルされた通信ファブリック１４０を使用して、量子ジョブ要求１０９の初期化、命令、または実施、あるいはその組み合わせを方向付けることができる。

【0104】

量子システム１０１は、コンパイルされた通信ファブリック１４０に少なくとも部分的に基づいて、量子ジョブ要求１０９を実行することができる。すなわち、量子システム１０１（例えば、１つまたは複数の動作ノード）は、非限定的システム１００またはコンパイル・コンポーネント１１２あるいはその両方によってコンパイルされたとおりの、通信ファブリック１４０の１つまたは複数のコンパイルされた通信命令に基づいて、量子システム１０１で量子ビットに対して量子ジョブ要求１０９を実行することができる。量子システム１０１は、１つまたは複数の量子測定結果１１７を量子プログラム実装システム１０２に、または非限定的システム１００の古典的部分に（例えば、１つまたは複数の制御ノードに）、あるいはその両方に提供することができる。完全な量子プログラムの動作後に、非限定的システム１００は、量子システム１０１から１つまたは複数の最終的な量子測定結果１１７を受信するか、ダウンロードするか、ストリーミングするか、または他の方法で取得するか、あるいはその組み合わせを実行することができる。

【0105】

量子プログラム実装システム１０２は、出力コンポーネント１１８を備えることもできる。１つまたは複数の量子ジョブ結果１１９は、出力コンポーネント１１８を介して非限定的システム１００から出力され得る。１つまたは複数の量子ジョブ結果１１９は、１つまたは複数の量子測定結果１１７を含むことができるか、もしくは１つまたは複数の量子測定結果１１７に少なくとも部分的に基づくことができるか、またはその両方であることができるか、または要求している実体からの量子ジョブ要求１０９に応答することができるか、あるいはその組み合わせであることができる。

【0106】

ここで図７および８を参照すると、これらの図は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、１つまたは複数の通信命令をコンパイルすることによって、量子ビットのセットに対する量子回路の動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法７００のフロー図を共に示している。各実施形態で採用されている類似する要素またはプロセスあるいはその両方の説明の繰り返しは、簡潔にするために省略されている。

【0107】

最初に図７の７０２を参照すると、コンピュータ実装方法７００は、プロセッサ（例えば、プロセッサ１０６、量子プロセッサ、または同様のプロセッサ、あるいはその組み合わせ）に動作可能に結合されたシステムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、または量子ジョブ・コンポーネント１０８、あるいはその組み合わせによって）、量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１０９）を取得することを含むことができる。

【0108】

７０４で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、または決定コンポーネント１１０、あるいはその組み合わせによって）、量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１０９）を少なくとも部分的に実装するために、量子プログラム（例えば、量子プログラム６０２）または量子回路あるいはその両方を決定することを含むことができる。

【0109】

７０６で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の通信命令を含んでいるなどの、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４０）を決定することを含むことができる。このコンパイルは、コンパイル・アルゴリズム（例えば、コンパイル・アルゴリズム１１３または１１３Ａあるいはその両方）を使用することを含むことができる。

【0110】

このコンパイルに含まれている特定のプロセスが、継続の三角形（continuation triangle）７０８で発生するように示されており、図８でさらに詳細に説明される。１つまたは複数の実施形態では、継続の三角形７０８によって具現化された（例えば、図８に示されているような）すべてのプロセスが実行され得る。１つまたは複数の他の実施形態では、継続の三角形７０８によって具現化されたプロセスのうちの１つまたは複数が回避されるか、または省略されるか、あるいはその両方であることができる。

【0111】

７１０で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、量子プログラム（例えば、量子プログラム６０２）の（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、または実行コンポーネント１１６、あるいはその組み合わせなどへの）実行などのために、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４０）を提供することを含むことができる。

【0112】

７１２で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、実行コンポーネント１１６、量子システム１０１、量子演算コンポーネント１０３、または量子プロセッサ１０５、あるいはその組み合わせによって）、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４０）を使用して量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１０９）を実行することを含むことができる。

【0113】

１つまたは複数の実施形態では、実行は、データ転送（例えば、通信命令、量子測定結果、量子ゲート・パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）が端点（例えば、端点３５２）で受信され得るという動作、端点（例えば、端点３５２）がデータ転送を登録することができるという動作、データ転送が（例えば、量子プログラム実装システム１０２、実行コンポーネント１１８、または量子システム１０１、あるいはその組み合わせによって）適切な方向に駆動され得るという動作、（量子システム１０１、量子演算コンポーネント１０３、または量子プロセッサ１０５、あるいはその組み合わせなどによって）１つまたは複数の物理的レベルのパルスを操作することなどによって、１つまたは複数の量子ゲートが１つまたは複数の量子ビットに対して実施され得るという動作、または１つまたは複数の量子測定結果（例えば、量子測定結果１１７）が量子システム（例えば、量子システム１０１、量子演算コンポーネント１０３、または量子プロセッサ１０５、あるいはその組み合わせ）によって出力され得るという動作のうちの１つまたは複数を含むことができる。（量子システム１０１、量子演算コンポーネント１０３、または量子プロセッサ１０５、あるいはその組み合わせなどによって）量子回路の１つまたは複数の部分の実行の１つまたは複数の反復に従うなど、これらの動作のうちの１つまたは複数が繰り返され得る。

【0114】

７１４で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、または出力コンポーネント１１８、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の量子ジョブ結果（例えば、量子ジョブ結果１１９）をユーザ実体などの実体などに出力することを含むことができる。

【0115】

図８を参照すると、この図は、図７のコンピュータ実装方法７００の拡張を示しており、具体的には、図７の継続の三角形７０８で発生することができる態様を示している。これらの態様は、１つまたは複数の通信命令のコンパイルを含むなど、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４０）のコンパイルの特定のプロセスを含むことができる。１つまたは複数の通信命令は、１つまたは複数の通信経路（例えば、通信経路２４２）、１つまたは複数のデータ転送スケジュール、または１つまたは複数の量子タスク・スケジュール、あるいはその組み合わせを含むことができる。

【0116】

８０２で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、まだ決定されていないデータの転送のために１つまたは複数の通信経路（例えば、通信経路２４２）をコンパイルすることを含むことができる。例えば、図２および３に示されているように、通信ファブリック１４０は、複数の通信経路２４２などの、１つまたは複数の通信経路２４２を含むことができる。８０２でのコンパイルは、ブロック８０４、８０６、８０８、および８１０で次に提供される動作などの、１つまたは複数の動作を含むことができる。１つまたは複数の通信経路が識別されるか、生成されるか、またはスケジュールされるか、あるいはその組み合わせであるときに、特定の命令、測定結果、変分量子パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子プログラムの側面が、まだ計算されていないなど、まだ決定されていないという点において、データは、まだ決定されていないことが可能である。

【0117】

８０４で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の端点（例えば、端点３５２）を識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。端点は、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0118】

８０６で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数のＦＰＩ（例えば、ＦＰＩ３５４）を識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。ＦＰＩは、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0119】

８０８で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数のルーティング・ブロック（例えば、ルーティング・ブロック３５６）を識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。ルーティング・ブロックは、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0120】

８１０で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の端点、ＦＰＩ、またはルーティング・ブロック、あるいはその組み合わせ（例えば、端点３５２、ＦＰＩ３５４、またはルーティング・ブロック３５６、あるいはその組み合わせ）を採用するか、または接続するか、あるいはその両方を実行するなど、１つまたは複数の通信経路（例えば、通信経路２４２）を識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。通信経路は、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0121】

８１２で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、まだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータ（例えば、データ単位の数、最大データ・サイズ、またはデータ転送先、あるいはその組み合わせを含んでいる、データ移動に関する１つまたは複数のデータ・パラメータ）をコンパイルすることを含むことができる。１つまたは複数の通信経路が識別されるか、生成されるか、またはスケジュールされるか、あるいはその組み合わせであるときに、特定の命令、測定結果、変分量子パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子プログラムの側面が、まだ計算されていないなど、まだ決定されていないという点において、データは、まだ決定されていないことが可能である。

【0122】

８１４で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、量子プログラムの実行のための１つまたは複数のデータ移動を含んでいる（例えば、関連する量子プログラムの）１つまたは複数の量子タスクをスケジュールすることを含むことができる。８１４でのスケジューリングは、ブロック８１６および８１８で次に提供される動作などの、１つまたは複数の動作を含むことができる。

【0123】

８１６で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数のデータ転送リスト（例えば、表Ｉに示されたデータ転送リスト）を生成することを含むことができる。

【0124】

８１８で、コンピュータ実装方法７００は、システムによって（例えば、非限定的システム１００、１００Ｅ、量子プログラム実装システム１０２、またはコンパイル・コンポーネント１１２、あるいはその組み合わせによって）、（例えば、１つまたは複数の通信経路または通信経路の１つまたは複数のセグメントあるいはその両方に沿って）まだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・ルートをスケジュールすることを含むことができる。

【0125】

ここで図１～８を組み合わせて参照すると、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、開示された内容を実用的応用に統合することができる。実際、本明細書において説明されるように、システム、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせの形態をとることができる１つまたは複数の実施形態は、１つまたは複数の量子ビットに対する量子回路の改良された動作を容易にすることができるコンピュータ化されたツールと見なされ得る。一般に、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子回路を採用している量子プログラムの実行によって生じる時間またはエラーあるいはその両方を減らすことができる。これは、特に、採用された量子ビットのデコヒーレンスに対する時間およびエラーの影響を考慮すると、コンピュータの有用な実用的応用であり、したがって、採用された量子ビットの改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方の）動作を容易にすることができる。これらの改良は、量子結果の精度の向上または採用された量子ビットの可用性の向上あるいはその両方を含むことができる。全体的に、そのようなコンピュータ化されたツールは、量子コンピューティングの分野における具体的な有形の技術的改善を構成することができる。

【0126】

さらに、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、開示された内容に基づいて現実世界のデバイスを制御することができる。例えば、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子ジョブ要求を入力として受信することができ、量子システムの１つまたは複数の量子ビットに対する、現実世界の物理パルスなどの１つまたは複数の物理的動作として、量子プログラムの実装を制御するための１つまたは複数のコンパイルされた通信命令を含んでいる、コンパイルされた通信ファブリックを第１の出力として生成することができる。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子システムの現実世界の量子ビットに対する１つまたは複数の物理的動作の実行に応答して、１つまたは複数の量子結果を第２の出力として生成することができる。

【0127】

１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１０２およびコンパイル・コンポーネント１１２を採用している非限定的システム１００／１００Ｅは、通信命令をコンパイルすることによって、量子プログラムの実行を改良する（例えば、改善するか、または最適化するか、あるいはその両方を行う）ことができる。したがって、量子プログラムの実行中の高速なデータ転送が容易にされ得る。すなわち、コンパイル・コンポーネント１１２は、単一の集中点またはグローバル共有メモリあるいはその両方との間でのデータの収集および配布という、複雑であるか、または時間がかかるか、あるいはその両方である量子プログラムの実装の問題を最小限に抑えるか、または防ぐか、あるいはその両方を行うことができる。このようにして、コンパイル・コンポーネント１１２は、データの重複する転送、または並列な転送、あるいはその両方の場合においても、そのような単一の集中点またはグローバル共有メモリあるいはその両方に伴って生じる可能性がある待ち時間を最小限に抑えるか、または防ぐか、あるいはその両方を行うためのハイブリッド古典／量子システムを容易にすることができる。これは、量子プログラムの実行前に、コンパイル・コンポーネント１１２が１つまたは複数の通信経路、データ・パラメータ、または量子タスク・スケジュール、あるいはその組み合わせをコンパイルすることに少なくとも部分的に起因する。

【0128】

したがって、説明される主題は、コンパイル・コンポーネント１１２を採用することによって、ハイブリッド古典／量子非限定的システム１００／１００Ｅによるジョブの実行速度における改善を引き起こすことができる。例えば、量子システム１０１を採用する増大した数の量子プログラムの実行に対する高い需要が存在する場合、非限定的システム１００／１００Ｅ（例えば、量子プログラム実装システム１０２またはコンパイル・コンポーネント１１２あるいはその両方を含む）の使用が、量子プログラムのスケーリングされた実行を容易にし得るという結果になることができる。すなわち、１つまたは複数の量子ビットに対して量子回路を操作するために１つまたは複数の量子タスクの実行中に生じる時間またはエラーあるいはその両方を減らすことによって、１つまたは複数の量子ビットのデコヒーレンスのより遅い発生が、量子ビットに対して追加の量子プログラムが実行されることを可能にし得る。

【0129】

さらに、動作時間または発生するエラーあるいはその両方における減少が、量子システム１０１の改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方である）機能、または量子システム１０１上のコンパイルされた通信ファブリック１４０を介する動作によって提供される改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方である）量子結果、あるいはその両方を容易にすることができるということが、理解されるであろう。１つまたは複数の事例では、これらの１つまたは複数の改良は、発生する時間またはエラーあるいはその両方の減少による、そのような実行中の量子ビットのデコヒーレンスのより少ない発生に、少なくとも部分的に起因することができる。これが次に、１つまたは複数の量子ビットを備えている量子システムによる新しい量子ビットの提供における関連する減少につながることができ、その結果、新しい量子ビットの減少した提供に少なくとも部分的に起因して、量子システムの量子プロセッサの処理能力の可用性の向上につながることができる。

【0130】

さらに、例えば、量子結果、量子ゲート命令、または量子パラメータ、あるいはその組み合わせの転送および分析を伴うサイクル間のデータ移動のインターリービングおよびスケジューリングなしで、各ハイブリッド古典／量子システム（例えば、非限定的システム１００／１００Ｅ）の古典的リソースおよび量子リソースの両方の処理速度が、さらに改善され得る。そのため、非限定的システム１００／１００Ｅ（例えば、量子プログラム実装システム１０２またはコンパイル・コンポーネント１１２あるいはその両方を含む）は、それによって、コンパイルされた通信ファブリック（例えば、コンパイルされた通信ファブリック１４０）に従って１つまたは複数の量子タスクを実行する量子処理ユニット（例えば、量子システム１０１の量子プロセッサ１０５）に関連する性能の向上、効率の向上、または計算コストの減少、あるいはその組み合わせを促進することができる。

【0131】

要約すると、前述の１つまたは複数の実施形態は、コンピュータ実行可能コンポーネントを格納するメモリと、メモリに格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサとを備えるシステムを提供することができ、コンピュータ実行可能コンポーネントは、１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿って、まだ決定されていないデータの転送ための２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルする、コンパイル・コンポーネントを含む。

【0132】

このシステムは、（ａ）コンパイル・コンポーネントが、コンパイルされた通信経路に沿って転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをさらにコンパイルし、コンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータが、データ単位の数、データの最大サイズ、またはその組み合わせを含む、態様、（ｂ）コンパイル・コンポーネントが、１つまたは複数の通信経路をコンパイルするために、データのコンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータをさらに採用する、態様、（ｃ）コンピュータ実行可能コンポーネントが、２つ以上の量子ビットに対して量子回路の動作を実行するために、決定されたデータを１つまたは複数の通信経路に沿って方向付ける実行コンポーネントをさらに含む、態様、（ｄ）コンピュータ実行可能コンポーネントが、１つまたは複数の量子ゲート動作の複数のノードのうちの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、複数のノードのうちの２つ以上で同じ連続的に繰り返す時間間隔を共通に設定し、トリガーする、間隔設定コンポーネントをさらに含む、態様、（ｅ）コンパイル・コンポーネントが、１つまたは複数の通信経路に沿ったデータの送信およびその後の受信の最大予測転送時間をさらに決定し、間隔設定コンポーネントが、最大予測転送時間を、時間間隔の時間の長さとして採用する、態様、または（ｆ）コンパイル・コンポーネントが、通信経路に沿った１つまたは複数の中心的なデータ収集点なしで、１つまたは複数の通信経路をコンパイルする、態様、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を備えることができる。

【0133】

要約すると、前述の１つまたは複数の実施形態は、プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿った、まだ決定されていないデータの転送のために、２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることを含む、コンピュータ実装方法を提供することができる。

【0134】

この方法は、（ａ）システムによって、コンパイルされた通信経路に沿って転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルする態様であって、コンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータが、データ単位の数、データの最大サイズ、またはその組み合わせを含む、態様、（ｂ）システムによって、１つまたは複数の通信経路をコンパイルするために、データのコンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータを採用する、態様、（ｃ）システムによって、２つ以上の量子ビットに対して量子回路の動作を実行するために、決定されたデータを１つまたは複数の通信経路に沿って方向付ける、態様、（ｄ）システムによって、１つまたは複数の量子ゲート動作の複数のノードのうちの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、複数のノードのうちの２つ以上で同じ連続的に繰り返す時間間隔を共通に設定し、トリガーする、態様、（ｅ）システムによって、１つまたは複数の通信経路に沿ったデータの送信およびその後の受信の最大予測転送時間を決定し、システムによって、最大予測転送時間を、時間間隔の時間の長さとして採用する、態様、または（ｆ）システムによって、通信経路に沿った１つまたは複数の中心的なデータ収集点なしで、１つまたは複数の通信経路をコンパイルする、態様、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0135】

要約すると、前述の１つまたは複数の実施形態は、２つ以上のノード間のデータ転送の制御を容易にするコンピュータ・プログラム製品を提供することができ、このコンピュータ・プログラム製品は、プログラム命令が具現化されているコンピュータ可読ストレージ媒体を備え、これらのプログラム命令は、プロセッサによって実行可能であり、プロセッサに、１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿ったまだ決定されていないデータの転送のために、２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路を、プロセッサによってコンパイルさせる。

【0136】

このコンピュータ・プログラム製品は、（ａ）プログラム命令が、プロセッサに、コンパイルされた通信経路に沿って転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをプロセッサによってコンパイルさせるように、プロセッサによってさらに実行可能であり、コンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータが、データ単位の数、データの最大サイズ、またはその組み合わせを含む、態様、（ｂ）プログラム命令が、プロセッサに、１つまたは複数の通信経路をコンパイルするために、データのコンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータをプロセッサによって採用させるように、プロセッサによってさらに実行可能である、態様、（ｃ）プログラム命令が、プロセッサに、２つ以上の量子ビットに対して量子回路の動作を実行するために、決定されたデータを１つまたは複数の通信経路に沿ってプロセッサによって方向付けさせるように、プロセッサによってさらに実行可能である、態様、（ｄ）プログラム命令が、プロセッサに、１つまたは複数の量子ゲート動作の複数のノードのうちの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、複数のノードのうちの２つ以上で同じ連続的に繰り返す時間間隔をプロセッサによって共通に設定させ、トリガーさせるように、プロセッサによってさらに実行可能である、態様、または（ｅ）プログラム命令が、プロセッサに、１つまたは複数の通信経路に沿ったデータの送信およびその後の受信の最大予測転送時間をプロセッサによって決定させ、最大予測転送時間を、時間間隔の時間の長さとしてプロセッサによって採用させるように、プロセッサによってさらに実行可能である、態様、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を備えることができる。

【0137】

そのようなシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの利点は、量子ジョブの速度における改善または量子ジョブの実行の改善あるいはその両方であることができ、これらの改善は、そのような量子ジョブの間に実装される１つまたは複数の関連する量子回路の動作の時間における減少、または発生するエラーにおける減少と直接相関性があることができる。すなわち、動作時間における減少または発生するエラーにおける減少あるいはその両方は、関連する量子システムの改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方である）機能、または関連する量子システム上の動作によって提供される改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方である）量子結果、あるいはその両方を容易にすることができる。１つまたは複数の事例では、これらの改良は、発生する時間の減少またはエラーの減少あるいはその両方による、そのような動作中の量子ビットのデコヒーレンスのより少ない発生に、少なくとも部分的に起因することができる。

【0138】

追加または代替あるいはその両方として、そのようなシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの利点は、実行される複数の量子演算を含んでいる量子プログラムの実行中に、隘路もしくは中心的なデータ収集点またはその両方を減らす能力、または回避する能力、あるいはその両方であることができる。すなわち、データが複数のノード間で転送されて、動作命令、測定、または結果、あるいはその組み合わせの１つまたは複数の反復、およびその後の動作命令が実行される場合、複数の量子演算の実行が改良され得る（例えば、改善されるか、または最適化されるか、あるいはその両方が行われ得る）。例えば、隘路または中心的なデータ収集点あるいはその両方がないか、または減らされるか、あるいはその両方によって、データの１つまたは複数の並列な転送がより素早く実行され得る。

【0139】

追加または代替あるいはその両方として、そのようなシステム、コンピュータ・プログラム製品、または方法、あるいはその組み合わせの利点は、データのより高速な転送によるだけでなく、そのような量子演算のより高速で同期された実行によっても容易にされる、そのような量子演算の改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方である）性能であることができる。この同期は、２つ以上の量子演算を含んでいる量子プログラムの実行中に、１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿った、データを含むか、または含まないタイミング命令の転送なしで、容易にされ得る。

【0140】

ここで図９を参照すると、非限定的システムの別の実施形態が９００に示されている。適切な場合、図１の非限定的システム１００の類似する要素を参照するために、類似する番号が利用される。図１の非限定的システム１００の実施形態で採用されている類似する要素またはプロセスあるいはその両方の説明の繰り返しは、簡潔にするために省略されている。

【0141】

図９を（および図１０～１３も）参照すると、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、１つまたは複数の量子ビットに対する量子回路の動作を改良するために普遍的な時間間隔を実装することを容易にすることができる１つまたは複数のシステム、コンピュータ実装方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせを含むことができる。例えば、図９は、１つまたは複数の量子ビットに対する量子回路の動作を改良するために普遍的な時間間隔を実装することを容易にすることができる例示的な非限定的システム９００のブロック図を示している。

【0142】

以下の説明が、単一の量子ジョブ要求からの単一の量子プログラムの動作のことを指しているということが、理解されるであろう。しかし、本明細書に記載されたプロセスのうちの１つまたは複数が拡張可能であることができるということも理解されるであろう。例えば、以下で理解されるであろうように、量子プログラム実装システム１０２は、１つまたは複数の間隔境界９４２を実装すること、または１つまたは複数の量子プログラムを実行すること、あるいはその両方を行うことができ、これらの各々が下で詳細に説明される。これらのさまざまなレベルのスケーリングは、量子プログラムを実行するために採用されている１つまたは複数の量子ビットの相関性がある減らされたデコヒーレンスまたはデコヒーレンス時間あるいはその両方に少なくとも部分的に起因して、量子プログラムのより高速、より効率的、またはよりエラーが生じにくい、あるいはその組み合わせである実行を可能にすることができる。本明細書において使用されるとき、間隔境界とは、２つ以上のノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）で実装された連続的に繰り返す普遍的な時間間隔のことを指す。

【0143】

１つまたは複数の実施形態では、非限定的システム９００は、ハイブリッド・システムであることができ、したがって、量子プログラム実装システム９０２などの１つまたは複数の古典的システム、および量子システム９０１などの１つまたは複数の量子システムを含むことができる。１つまたは複数の他の実施形態では、量子システム９０１は、非限定的システム９００から分離することができるが、非限定的システム９００と組み合わせて機能することができる。１つまたは複数の実施形態では、量子システム９０１は、量子演算コンポーネント９０３および量子プロセッサ９０５などの、１つまたは複数の量子コンポーネントを備えることができる。量子システム１０１に関して上で提供された説明は、量子システム９０１にも当てはまることができる。同様に、量子演算コンポーネント１０３および量子プロセッサ１０５に関して上で提供された説明は、それぞれ、量子演算コンポーネント９０３および量子プロセッサ９０５にも当てはまることができる。

【0144】

非限定的システム９００の古典的部分を参照すると、量子プログラム実装システム１０２の一般的な態様に関して上で提供された説明は、量子プログラム実装システム９０２にも当てはまることができる。１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム９０２は、プロセッサ９０６またはプロセッサ９０６に動作可能に接続されたコンピュータ可読メモリ９０４あるいはその両方を備えることができる。プロセッサ１０６およびコンピュータ可読メモリ１０４に関して上で提供された説明は、それぞれ、プロセッサ９０６およびコンピュータ可読メモリ９０４にも当てはまることができる。本明細書に記載されている量子プログラム実装システム９０２またはそのコンポーネントあるいはその両方は、非限定的システム９００、量子プログラム実装システム９０２、またはそれらの任意のコンポーネント、もしくはそれらに結合された任意のコンポーネント、またはその両方、あるいはその組み合わせの機能を実行するために、通信可能に、電気的に、動作可能に、光学的に、または他の方法で、あるいはその組み合わせで、バス９２４を介して互いに結合され得る。

【0145】

通常、量子プログラム実装システム９０２は、普遍的な間隔境界の実装によって、２つ以上の量子ビットに対する量子プログラムの実行中に同期を容易にすることができる。通常、量子プログラム実装システム９０２は、量子ジョブ要求を実行することを容易にすることもできる。すなわち、実行コンポーネントは、普遍的な間隔境界に従って、２つ以上の量子ビットに対する量子回路に関連して、量子タスクのデータ転送および動作を方向付けることができる。出力コンポーネントは、量子ジョブ要求に応答して、１つまたは複数の量子ジョブ結果を出力することができる。

【0146】

ここで量子プログラム実装システム９０２をさらに詳細に参照すると、１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム９０２は、量子ジョブ・コンポーネント９０８、決定コンポーネント９１０、間隔境界実装コンポーネント９１４、実行コンポーネント９１６、または出力コンポーネント９１８、あるいはその組み合わせを備えることができる。

【0147】

量子ジョブ・コンポーネント９０８は、要求している実体から、量子ジョブ要求９０９を受信するか、ダウンロードするか、ストリーミングするか、または他の方法で取得するか、あるいはその組み合わせなどで、取得することができる。非限定的システム９００は、量子プログラム実装システム９０２および量子システム９０１を使用して、量子ジョブ要求９０９において実装されるよう要求された１つまたは複数の量子プログラムを実行することができる。１つまたは複数の事例では、量子ジョブ要求９０９は、採用する１つまたは複数の特定の量子回路に関する１つまたは複数の命令を含むことができる。

【0148】

要求された１つまたは複数の量子プログラムに関連して、決定コンポーネント９１０は、１つまたは複数の量子プログラムを実装するために、１つまたは複数の量子回路を決定することができる。この決定は、量子プログラム実装システム９０２または非限定的システム９００あるいはその両方の内部または外部あるいはその両方にある１つまたは複数のデータベースを検索することを含むことができる。１つまたは複数の事例では、決定コンポーネント９１０は、１つまたは複数のコンパイルされた量子回路を格納するためのデータベース部分を含むことができる。

【0149】

量子プログラム実装システム９０２は、図示されていないスケジューラ／コンパイラをさらに含むことができる。スケジューラ／コンパイラは、量子プログラムの実行中に段階的なスケジューリングを実行するなど、データ転送または量子タスクあるいはその両方をスケジュールするように機能することができる。

【0150】

ハイブリッド古典／量子システムなどの、量子プログラムを実行している現在のシステムにおいて、１つまたは複数の量子回路の動作中に、複数のそのようなデータ転送または量子タスクあるいはその両方が、通常は開始されるか、または実行されるか、あるいはその両方が行われ得る。これらのデータ転送または量子タスクあるいはその両方は、それぞれ、完了するために、可変量の時間または異なる量の時間あるいはその両方を要することがある。したがって、１つまたは複数の他の量子タスクの完了またはデータ転送あるいはその両方と相対的な、１つの量子タスクの完了またはデータの転送あるいはその両方の遅延が、２つ以上のノード（例えば、古典的ノードまたは動作ノードあるいはその両方）の間の同期を減らすか、または同期の喪失を完全に引き起こすか、あるいはその両方である可能性がある。１つまたは複数の事例では、同期の喪失は、ノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の（例えば、ソフトウェアまたはハードウェアあるいはその両方を介する）ボトルネック、隘路、またはデータ収集点、あるいはその組み合わせによって引き起こされることがあり、それによって、データ転送の速度を制限する。

【0151】

実際、通常はＣＰＵが古典的リソースであることができることから、データ転送は、量子プログラムの実行中に複雑なスケジューリングを使用して、さまざまな時間に発生する可能性がある。さらに、従来の複数のＣＰＵの通信および管理技術は、標準的な量子ビットのデコヒーレンスを考慮することができるスケールで、データを転送すること、分析すること、または決定すること、あるいはその組み合わせが、できない可能性がある。さらに、現在のシステムが、量子プログラムの実行中に１つまたは複数のデータ転送または量子タスクあるいはその両方をスケジュールするときに、スケジューリングに関連するデータまたはメタデータあるいはその両方が、データまたは通信命令あるいはその両方の転送と共に提供されることが可能であり、これが問題を複雑にする。すなわち、タイミング・データまたはメタ・データあるいはその両方が、データ転送サイズを増やすか、または関連するデータ転送の速度を低下させるか、あるいはその両方である可能性がある。さらに、ノード間で同期が失われ、タイミングが一致しない場合、量子タスクは、エラーもしくは失敗またはその両方を導入するか、または実験の崩壊を完全に引き起こすか、あるいはその組み合わせなど、適切に実施され得ない可能性がある。多数の量子ビットに作用する量子プログラムにスケーリングするときに、これらの問題が悪化することがある。

【0152】

これらの問題のうちの１つまたは複数を考慮するために、本明細書における１つまたは複数の実施形態は（例えば、量子プログラム実装システム９０２または間隔境界実装コンポーネント９１４あるいはその両方によって）、実装された間隔境界９４２へのデータ転送、量子タスク、またはマルチカード動作（multi-card operations）（例えば、ＤＡＣの測定トーン、ＡＤＣのキャプチャ・ウィンドウ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、あるいはその組み合わせの整列を可能にすることができる間隔境界９４２を実装することができる。すなわち、間隔境界９４２は、データの転送をスケジュールするため、または２つ以上の動作ノードで多量子ビット・ゲートを実装するなど、そのようなデータを実装するため、あるいはその両方のために、非限定的システム９００によって（例えば、実行コンポーネント９１６によって）採用され得る。

【0153】

実際、このようにして、関連する量子プログラムの実行中にオーバーヘッドを採用することなどがなく、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の（例えば、連続的な繰り返す間隔境界の反復での）同期点が提供され得る。さらに、次の間隔境界の反復が整列を提供できることから、間隔内（例えば、間隔境界の反復の対の間）のＣＰＵの実行において、１つまたは複数の不正確さが許容され得る。各プログラムの量子タスクの初期スケジューリングに関して、間隔境界の反復は、「バリア」ゲートを揃えるための「自然な」位置をスケジューラ／コンパイラに提供できる。本明細書において使用されるとき、「バリア」ゲートは、２つ以上の異なる量子ビット・コントローラにわたって時間調整された方法で個別の量子演算または量子演算のサブシーケンスが実行され得るように、量子プログラムが個別の量子演算間または量子演算のサブシーケンス間の整列を伴うことができる時間インスタンスである。加えて、１つまたは複数の実施形態では、拡大された非限定的システム９００Ｅ（図１０）は、量子ゲート動作を制御するために、プログラム可能なＣＰＵの代わりに、ハードウェア・シーケンサを含んでいる１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。

【0154】

間隔境界９４２を実装することに関連して、本明細書における説明は、最初に、間隔境界実装コンポーネント９１４を単に大まかに参照する。最初に、間隔境界実装コンポーネント９１４は、１つまたは複数の量子タスクのデータの転送または動作あるいはその両方の間に経過することができる１つまたは複数の期間の決定を容易にすることができる。間隔境界実装コンポーネント９１４は、この期間情報を使用して、非限定的システム９００の２つ以上のノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）で、連続的に繰り返す普遍的な間隔境界９４２を実装することができる。以下では、間隔境界実装コンポーネント９１４によって実行される１つまたは複数の機能、実装され得る間隔境界９４２、および間隔境界９４２が実装され得る制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方に関して、詳細に説明される。

【0155】

２つ以上の量子ビットに対する量子プログラムの実行中に、間隔境界実装コンポーネント９１４によってノードの同期が容易にされ得る。本明細書において使用されるとき、ノード（例えば、制御ノードまたは動作ノード）は、１つまたは複数の機械を含むことができる。１つまたは複数の機械は、コンピューティング・デバイス、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、量子コンピューティング・デバイス（例えば、量子コンピュータ）、ハードウェア・シーケンサ、タブレット・コンピューティング・デバイス、ハンドヘルド・デバイス、サーバ・クラス・コンピューティング・マシンもしくはデータベースまたはその両方、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、民生用装置もしくは民生用機器またはその両方、工業用デバイスもしくは商用デバイスまたはその両方、デジタル・アシスタント、インターネットが有効化されたマルチメディア電話、または別の種類のデバイス、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0156】

１つまたは複数の実施形態では、拡大された非限定的システム９００Ｅは、量子プログラム実装システム９０２に加えて、１つまたは複数の古典的リソースを含むことができる。量子プログラム実装システム９０２は、そのような古典的リソースによって具現化されたか、またはそのような古典的リソースを具現化するか、あるいはその両方である１つまたは複数の制御ノードに含まれるか、または１つまたは複数の制御ノードから分離しているか、あるいはその両方であることができる。すなわち、制御ノードは、スケジューリング、命令、データ分析、測定分析、量子パラメータの最適化、または同様のもの、あるいはその組み合わせを提供できる古典的リソースであることができる。これらの制御ノードが、ローカルに、または非中心的に、あるいはその両方で、互いに相対的に分散されることが可能であるか、または任意の２つ以上の制御ノードが、通信可能に互いに接続されることが可能であるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の他の実施形態では、１つまたは複数の制御ノードが量子リソースであることができるか、または１つまたは複数の量子コンポーネントを含むことができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0157】

さらに、１つまたは複数の実施形態では、拡大された非限定的システム９００Ｅは、量子システム９０１に加えて、１つまたは複数の量子リソースを含むことができる。量子システム９０１は、１つまたは複数の動作ノードを含むことができる。動作ノードは、パルス生成、波形生成、量子測定、または１つまたは複数の量子ビットに関連するか、もしくは１つまたは複数の量子ビットを含むか、またはその両方である他の機能、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子タスクを実行することができる、量子リソースであることができる。動作ノードが、ローカルに、または非中心的に、あるいはその両方で、互いに相対的に分散されることが可能であるか、または任意の２つ以上の動作ノードが、通信可能に互いに接続されることが可能であるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の他の実施形態では、１つまたは複数の動作ノードが量子リソースであることができるか、または１つまたは複数の量子コンポーネントを含むことができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。追加または代替あるいはその両方として、１つまたは複数の動作ノードが、上でリストされた制御ノードの機能のうちの１つまたは複数を提供することができるか、または１つまたは複数の制御ノードが、上でリストされた動作ノードの機能のうちの１つまたは複数を提供することができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0158】

間隔境界（例えば、間隔境界９４２）を実装するために、間隔境界実装コンポーネント９１４は、最初に、２つ以上のノードで連続的に繰り返されるための、可能性が高いか、推定されたか、または計算されたか、あるいはその組み合わせである最長の期間を決定することができる。すなわち、最長の期間がどの基準に基づくかを決定するために、間隔境界実装コンポーネント９１４で、１つまたは複数の決定パラメータが、デフォルトで、または選択的に、あるいはその両方で、実装され得る。１つまたは複数の決定パラメータが選択的に実装される場合、実体によって、そのような選択的な実装が提供され得る。１つの実施形態では、実体は、間隔境界コンポーネント９１４または量子プログラム実装システム９０２あるいはその両方への通信デバイスまたは任意の適切な通信接続あるいはその両方を介して、１つまたは複数の決定パラメータを実装することができる。

【0159】

示されたように、最長の期間は、１つまたは複数のさまざまな基準を有することができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、任意の２つ（以上）のノード（例えば、古典的ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の任意の方向での最長のデータ転送時間に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、任意の２つ（以上）のノード（例えば、古典的ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の最長のデータ転送およびリターン・データ転送（return data transfer）に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、制御ノードに基づくタスク（例えば、スケジューリング、命令の提供、データ分析、測定分析、量子パラメータの最適化、または同様のこと、あるいはその組み合わせ）の最長のタスク完了時間に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、動作ノードに基づくタスク（例えば、パルス生成、波形生成、量子測定、または１つまたは複数の量子ビットに関連するか、もしくは１つまたは複数の量子ビットを含むか、またはその両方である他の機能、あるいはその組み合わせ）の最長のタスク完了時間に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、これらの基準のうちの２つ以上の任意の組み合わせにわたる最長の期間に基づくなど、これらの基準のうちの２つ以上に基づくことができる。

【0160】

最長の期間が前述のさまざまな基準のうちの１つまたは複数に基づく場合、間隔境界実装コンポーネント９１４によって実行される「基づく」は、実際の期間、推定された期間、または１つまたは複数の精度の確率が提供された期間、あるいはその組み合わせを計算すること、または推定すること、あるいはその両方のうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0161】

最長の期間を決定するときに、間隔境界実装コンポーネント９１４は、非限定的システム９００（または拡大された非限定的システム９００Ｅあるいはその両方）の２つ以上のノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）で、決定された最長の期間を有する間隔境界９４２を共通に設定し、トリガーすることができる。このようにして、２つ以上のノードでの多量子ビット量子演算またはデータ転送あるいはその両方の実行が揃えられ得る。

【0162】

間隔境界実装コンポーネント９１４は、間隔境界９４２を実装するために、同じクロック・ソースまたは実行時間あるいはその両方を採用することができる。例えば、間隔境界実装コンポーネント９１４は、互いに同期される各ノードで、同じ間隔境界９４２を普遍的に設定し、トリガーすることができる。１つまたは複数の実施形態では、間隔境界実装コンポーネント９１４は、同じ瞬間に２つ以上のノードで、間隔境界９４２を設定し、トリガーすることができる。１つまたは複数の他の実施形態では、単一のクロック・ソースまたは実行時間あるいはその両方の利用を考慮すると、間隔境界９４２は、１つまたは複数の他のノードと異なる瞬間に１つまたは複数のノードで設定されるか、またはトリガーされるか、あるいはその両方であることができるが、間隔境界９４２は、依然として同じように実装され、同期され得る。１つまたは複数の実施形態では、このことは、異なる瞬間が、実行時に変化しない既知の反復可能な関係を互いに有する限り、当てはまることができる。

【0163】

ここで図１０を参照して、例示的な実装に関連して、間隔境界９４２がさらに説明される。図１０で、非限定的システム９００の拡大版（例えば、拡大された非限定的システム９００Ｅ）に関連して、量子回路１００２を含んでいる量子プログラムが実装される量子プログラム・スケジュール（quantum program schedule）１０００が示されている。非限定的システム９００Ｅは、図９に示された非限定的システム９００の代わりに採用され得る。すなわち、本明細書において提供された（または提供される）１つまたは複数の説明に関して、非限定的システム９００および９００Ｅは、互いに交換可能であることができる。非限定的システム９００および９００Ｅのうちの１つの説明または開示された態様あるいはその両方は、本明細書では、非限定的システム９００および９００Ｅのうちの他のものに当てはまることができる。

【0164】

拡大された非限定的システム９００Ｅは、第１のＣＰＵ１を含んでいる第１の制御ノードおよび第２のＣＰＵ２を含んでいる第２の制御ノードを含んでいるように示されている。拡大された非限定的システム９００Ｅは、各量子ビット（例えば、Ｑ［０］、Ｑ［１］、およびＱ［２］）に作用するために、パルスなどの１つまたは複数の物理的動作をそれぞれ方向付けるための、３つの動作ノードを含んでいるようにも示されている。各動作ノードは、拡張器（ＥＸ）、波形再生機（ＷＰ）、およびカーネル／選別器（ＫＤ）を含むことができる。理解されるであろうように、量子プログラム実装システム９０２は、第１の制御ノードもしくは第２の制御ノードに含まれ得る（またはこれらを含むか、あるいはその両方である）か、またはこれらから分離し得るか、あるいはその両方であることができる。１つまたは複数のそのような実施形態では、ＣＰＵ１もしくはＣＰＵ２が、プロセッサ９０６であることができるか、もしくはプロセッサ９０６に含まれ得るか、またはその両方であることができるか、またはプロセッサ９０６がＣＰＵ１およびＣＰＵ２から分離することができるか、あるいはその組み合わせが可能である。

【0165】

図１０に示されているように、採用された間隔境界９４２は、間隔境界実装コンポーネント９１４による共通のトリガー１００３などで、複数のノードに普遍的に実装され得る。間隔境界９４２は、本明細書では間隔境界の反復と呼ばれる複数の連続的に繰り返す共通の時点で、拡大された非限定的システム９００Ｅの動作ノードおよび制御ノードの各々で実装され得る。図１０は、間隔境界の反復ＩＢ－１～ＩＢ－８を示している。１つまたは複数の他の実施形態では、追加の反復またはより少ない反復が採用され得る。間隔境界の反復の各隣接する対は、１つまたは複数の他の待ち時間、仲裁、または他の期間、あるいはその組み合わせのない、単一の時間間隔の境界を示すことができる。すなわち、（例えば、共通の間隔境界の反復または時点で）次の時間間隔が開始する場合に、１つの時間間隔が開始することができ、各時間間隔は同じ時間の長さを有する。

【0166】

上で示されたように、データ転送または量子タスクの動作あるいはその両方の最長の期間などに関連して、間隔境界実装コンポーネント９１４によって、同じ時間の長さが決定され得る。上で示されたように、間隔境界の反復間の最小の時間の長さとして、この最長の期間が利用され得る。実行される量子プログラムに適している場合、量子プログラム実装システム９０２または間隔境界実装コンポーネント９１４あるいはその両方は、最長の期間より長い間隔境界の反復間の時間の長さを採用することができる。例えば、より長い時間間隔は、量子プログラムまたは量子プログラムに含まれている１つまたは複数の量子タスクあるいはその両方を実行することの前の履歴に基づいて実行される量子プログラムに、より良く適合することができる。

【0167】

図１０をさらに参照すると、量子プログラム・スケジュール１０００は、量子ビットＱ［０］およびＱ［１］で動作ノードによって実行される、量子ゲート動作などの複数の量子タスクを含むことができる。これらの量子ゲート動作のうちの１つまたは複数は、ＣＮＯＴゲート１００４などの、複数ゲートの動作であることができる。図１０では、量子ゲートの実行が単に例として示されているということが、理解されるであろう。例えば、Ｘゲート（反転）、Ｈゲート（アダマール）、Ｒゲート（リセット）、？ゲート（条件付きリセット）、ＣＮＯＴゲート（制御されたｎｏｔ）、Ｍゲート（測定）、ならびにＺ、Ｓ、およびＴゲート（他の条件付き循環）は、ユーザのテスト・ケースから指定されたか、またはユーザのテスト・ケースを実装するために作成された、量子ゲートの例示的な集合を表している。例示的なゲートとして、これらの例は、実際の量子ゲート・シーケンスのプレース・ホルダであり、特定の順序で示されず、いずれかの特定の量子ビットの挙動を意味するよう意図されていない。

【0168】

ＩＢ－１から開始し、例えば、物理パルス動作として、量子ビットＱ［０］およびＱ［１］に対して量子ゲート動作（例えば、アダマール、Ｘ、およびＭゲート）が実行される。（量子ビットＱ［０］およびＱ［１］を操作するか、または制御するか、あるいはその両方を行う）各動作ノード１００６および１００８によって、ＣＰＵ１へのデータ転送として、測定値ｑｖ［０］、ｑｖ［１］（ｅｘｉｎｆｏ Ｉに含まれる）が提供され得る。時間間隔ＩＩの間に、ＣＰＵ１によってＣＰＵ計算Ａが実行され、量子ビットＱ［０］およびＱ［１］の各々でのＲゲートの結合の実行を方向付けるための追加の例示的な情報Ｉ（ｅｘｉｎｆｏ Ｉ）として、動作ノード１００６および１００８に転送される。すなわち、間隔境界９４２を利用することに含まれる量子ビット間で、多量子ビット・ゲートまたは一緒に実行されるゲートあるいはその両方が正確に同期され得る。動作ノード１００６および１００８は、間隔境界９４２を使用して、ＩＢ－３である次の使用可能な間隔境界の反復で、Ｒゲートの結合の実行を揃えることができる。

【0169】

さらに一般的には、間隔境界９４２は、そのようなゲートの実行を揃えるために使用され得るシステム全体の整列点を提供することができる。関連する間隔境界の反復が規則的に発生／再発生するため、量子プログラムの実行全体を通じて、複数のゲートまたは結合ゲートあるいはその両方の実行の近くで動作ノードによって採用されるための、間隔境界の反復が使用可能であり得る。これは、多量子ビット・ゲートの実行に達するための制御フロー経路がシステム内を迷走するか、またはＣＰＵ計算などの非決定的要素を含むか、あるいはその両方である場合でも、当てはまることができる。したがって、各量子プログラムの実行中に何度も、調整された活動が確立されるか、失われるか、または再び獲得されるか、あるいはその組み合わせであることができる。

【0170】

時間間隔ＩＩＩ～ＶＩＩを参照して、１つまたは複数の量子プログラムの実行エラーを考慮するように間隔境界９４２を実装することの利点が詳細に説明される。例えば、当然ながら、ＣＰＵ実行時間の長さが変化する（例えば、量子ビット測定結果に基づいて選択された異なる長さの命令実行パイプラインまたはコードの分岐において変化する）可能性があるため、スケジューラ／コンパイラなどによってスケジュールされた時間間隔と異なる時間間隔の間にＣＰＵの実行が終了する場合、ノードの同期が影響を受けることがある。しかし、間隔境界実装コンポーネント９１４は、間隔境界９４２などの間隔境界を実装することによって、そのような問題を少なくとも部分的に考慮することができる。実際、間隔境界９４２の使用は、ＣＰＵの実行またはデータ転送あるいはその両方の間の変動によって引き起こされた量子プログラム実行エラーを考慮することができ、次の間隔境界の反復での１つまたは複数の量子タスクまたはデータ転送あるいはその両方の継続的な動作を可能にすることができる。これは、間隔境界の反復がＣＰＵの不確定な機能の境界を示すことができるためである。この境界は、スケジューラ／コンパイラなどによって、どの次回以降の間隔境界の反復を次の再同期点として使用するかを予測すること、または伝達すること、あるいはその両方によって、複数の量子ノードの同期された実行が正確に再確立されることを可能にすることができる。

【0171】

間隔境界９４２を使用しない場合、代わりに量子プログラム実行エラーが、不要なエラーを量子タスクの実行に導入する可能性があり、または関連する量子プログラムの実行の完全な失敗もしくは部分的な失敗またはその両方を引き起こす可能性があり、あるいはその両方の可能性があるということが、理解されるであろう。

【0172】

１つまたは複数の実施形態では、そのようなエラーを考慮するために、非限定的システム９００Ｅ（例えば、量子プログラム実装システム９０２、実行コンポーネント９１６、または量子システム９０１、あるいはその組み合わせ）は、量子プログラムの実行前または実行中あるいはその両方で１つまたは複数のエラーを決定するために、１つまたは複数のチェックを実施することができる。すなわち、前述の境界のある不確定性は、どの間隔境界の反復が再開するべきであるか、または再開するか、あるいはその両方であるかを予測することによって、およびハードウェアにおいて予測を確認することによって、エラー・チェックされ得る。例えば、ＣＰＵ計算Ｂに関して、関連する量子プログラムの実行前に、ハードウェア・チェックが実行され得る。実行に時間がかかり過ぎ、実行が次の間隔境界の反復に延びた場合（例えば、図１０のエラーＩ）、または実行が追加の時間間隔に及ぶと予想されたときに、実行の終了が早過ぎた場合（例えば、図１０のエラーＩＩ）、量子プログラム実行エラーが検出され得る。エラー・チェックが、ＣＰＵの結果／計算の転送と並列に、またはＣＰＵの結果／計算の転送後に、あるいはその両方で、実行され得るということに注意する。例えば、量子プログラムが実行の失敗を認識し、それに応じて、悪い反復を結果全体から破棄することなどによって対処することができるように、予想された時間ウィンドウからの逸脱がログに記録され、実験結果と共に報告され得る。

【0173】

ここで図１０の特定の例を参照して、エラーＩおよびエラーＩＩに関する説明が提供される。

【0174】

例えば、第１の種類のエラー（例えば、エラーＩ）に関して、図１０にＣＰＵ計算Ｂが示されており、このＣＰＵの実行は非決定的であることがあり、可変の完了時間１０１２を有することがある。１つの事例では、時間間隔ＩＩＩの間の、ＩＢ－４の前に、ＣＰＵ計算Ｂが完了時間１０１４のいずれかで終了し得る場合、次の間隔境界の反復ＩＢ－４で、スケジューラ／コンパイラなどに従って、例示的な情報ＩＩ－ａが転送され得る。さらに、ＩＢ－５での条件付きリセット・ゲート１０１８および多量子ビットＣＮＯＴゲート１００４の揃えられた実行のために、ＣＰＵ計算Ｂに応答して、動作ノード１００６および１００８によって、例示的な情報ＩＩ－ａが利用され得る。例えば、例示的な情報ＩＩ－ａは、１つまたは複数の命令または量子パラメータあるいはその両方を含むことができる。

【0175】

やはり図１０に示されている代替の事例では、ＣＰＵ計算Ｂは、ＩＢ－４の後に、完了時間１０２０で終了することがある。すなわち、スケジューラ／コンパイラによって提供された１つまたは複数の実行期間に基づいて、間隔境界９４２に関して時間間隔の長さが計算され得る場合でも、実際の実行時間または実際のＣＰＵ計算時間あるいはその両方が変化し得るまで、１つまたは複数の推定ＣＰＵ計算時間が不明であることがある。上で示されたように、ＣＰＵ計算Ｂの可変の実行時間が、スケジューラ／コンパイラによって、間隔境界９４２の時間間隔の外側に出ると推定された場合、そのようなエラーのチェックが、実験のエラーを引き起こすことがある。

【0176】

それにもかかわらず、実装された後に、間隔境界の反復が規則的に発生するため、ＣＰＵの実行は、２つ以上の時間間隔に及ぶことができる（例えば、図１０の時間間隔ＩＩＩおよびＩＶに及ぶ）。図に示されているように、ＣＰＵ計算Ｂに関連する例示的な情報（例えば、ｅｘｉｎｆｏ ＩＩ－ｂ）の転送が、時間間隔Ｖに移動され得る。同様に、条件付きリセット・ゲート１０１８および多量子ビットＣＮＯＴゲート１００４の実行がＩＢ－６に移動され得る。これらの調整は、連続的に繰り返す間隔境界の反復の可用性に起因して、可能にされ得る。実際、間隔境界９４２の使用は、エラーＩを考慮することができ、次の間隔境界の反復（例えば、ＩＢ－６）でのそのようなゲート１０１８および１００４の継続的な動作を可能にすることができる。間隔境界９４２を使用しない場合、代わりにエラーＩが、不要なエラーを量子タスクの実行に導入する可能性があり、または関連する量子プログラムの実行の完全な失敗もしくは部分的な失敗またはその両方を引き起こす可能性があり、あるいはその両方の可能性があるということが、理解されるであろう。

【0177】

追加または代替あるいはその両方として、上で示されたように、ＣＰＵ実行完了時間が、時間スケール１０２２に沿った間隔境界の反復の近く（例えば、直前）に自然に収まる場合、量子プログラム実行エラーが検出されることがある。そのような事例では、チェックが確実に実行され得るなどの場合に、影響を受けるＣＰＵ実行の可変性の範囲全体を次の間隔に移動するために、関連するスケジューラ／コンパイラなどによって、アイドル・コードまたは無演算（ｎｏ－ｏｐ：no-operation）コードあるいはその両方が量子プログラムの実行に追加され得る。

【0178】

例えば、ここで時間間隔Ｖ～ＶＩＩでのＣＰＵ計算Ｃを参照して、この概念が適用され得る。ＣＰＵ計算Ｃが、ＩＢ－７の近くのいずれかの完了点１０２４で完了する場合、これは、計算結果に関連するデータのデータ転送を実施するための最小限の時間しか可能にすることができない。すなわち、ＣＰＵの実行における自然な可変性が、転送／計算がＩＢ－７で提供されるか、またはＩＢ－８まで遅延されることを引き起こすことがある。これが、ＣＰＵの結果に依存するゲートの適用における変動を引き起こす可能性があるため、各コンパイル・コンポーネントまたはコンパイラは、この状況に対処することができる。例えば、自然な可変性を考慮した場合でも、１つの時間間隔の間のみに計算結果が存在するように、ＣＰＵ計算において、無演算コマンドまたは他の遅延メカニズムの挿入が採用され得る。間隔境界を使用しない場合、ＣＰＵ命令の粒度に至るまでの正確な調整が使用され得る。しかし、コンパイラは、間隔境界を使用して、実行計画を管理し、間隔境界の時間間隔のより高い精度のウィンドウを採用することができる。例えば、ＣＰＵ計算Ｃの完了後のデータ転送を次の時間間隔（例えば、時間間隔ＶＩＩ）に移動することによって、エラー２が防がれ得る。エラー１と同様に、間隔境界９４２に関連して、ハードウェア・チェックなどの１つまたは複数のチェックを採用することによって、エラー２が発見され得る。

【0179】

次に図１１を参照して、間隔境界９４２を採用する１つまたは複数の追加の概念が説明される。

【0180】

ＩＢ－２で、複数ゲートのノードなどのために、ノード（例えば、動作ノード１１０８および１１１０）間の同期が採用される場合、未来の（例えば、次の）間隔境界の反復が発生するまで、そのようなノードのうちの１つまたは複数が、受信されたデータに作用することを有利に延期することができる。例えば、Ｑ［１］およびＱ［２］の各々でのアダマール・ゲートおよびＣＮＯＴゲートの結合の実施を可能にするために、動作ノード１１１０によって、Ｑ［２］で実施されるアダマール・ゲート１１１２およびＣＮＯＴゲート１１１４が、ＩＢ－２まで延期され得る。

【0181】

動作ノード１１０６を参照すると、他のノードとの調整を採用しない量子ゲートのシーケンスを実施する動作ノードは、間隔境界９４２を無視するか、または間隔境界９４２を採用せずに機能するか、あるいはその両方を有利に行うことができる。例えば、図１１の量子ビットＱ［０］で時間間隔Ｉ～Ｖに実施される量子ゲートの大きいシーケンスは、間隔境界９４２を採用せずに実施され得る。すなわち、量子ビットＱ［０］は、採用されている他の量子ビットとは無関係に操作され得る。追加または代替あるいはその両方として、動作ノード１１０６などの１つの動作ノードによるゲートの実行が、他の量子ビットからの入力（例えば、測定結果）、制御ノードらの入力（例えば、決定コード）、または他の動作ノードらの入力（例えば、多量子ビット・ゲートなどのための、別の量子ビットとの同期）、あるいはその組み合わせなしで動作することができる場合、この１つの動作ノードは、間隔境界９４２を無視することができる。この概念は、量子ビットＱ［１］に関連して動作ノード１１０８によって採用されている量子回路に関連する位置１１１６および１１１８などの、外部の相互作用を採用しないゲートのバーストの場合に、実行ストリーム内でも適用され得る。

【0182】

図９を再び簡単に参照して、量子プログラム実装システム９０２または非限定的システム９００／９００Ｅあるいはその両方の１つまたは複数の追加の機能が、それらの１つまたは複数の追加のコンポーネントなどに関連して説明される。

【0183】

間隔境界実装コンポーネント９１４は、１つまたは複数の量子ビットに関連して、決定された量子回路を実装するために、確立された後に、間隔境界９４２を実行コンポーネント９１６に提供することができる。間隔境界実装コンポーネント９１４は、間隔境界９４２の提供を容易にするために、実行コンポーネント９１６と、直接的または間接的あるいはその両方で、通信可能に結合され得る。実行コンポーネント９１６は、量子システム９０１で（例えば、量子システム９０１の動作ノードで）間隔境界９４２を使用して、量子ジョブ要求９０９の初期化、命令、または実施、あるいはその組み合わせを方向付けることができる。すなわち、実行コンポーネント９１６は、２つ以上の量子ビットに対する量子タスクの連続する実行のために、間隔境界９４２の連続的に繰り返す間隔境界の反復（例えば、連続的に繰り返す時点）を採用することができる。１つまたは複数の事例では、そのような量子タスクのうちの１つまたは複数は、多量子ビットの量子タスクであることができる。実行コンポーネント９１６は、連続的に繰り返す時点の多数のインスタンス（例えば、２つ以上のインスタンス）で、２つ以上の量子ビットに対して、多量子ビットの量子タスクなどの同時に開始される量子演算を引き起こすことができる。

【0184】

量子システム９０１は、間隔境界９４２に少なくとも部分的に基づいて、量子ジョブ要求９０９を実行することができる。すなわち、量子システム９０１（例えば、１つまたは複数の動作ノード）は、量子システム９０１での２つ以上の量子ビットに対して量子ジョブ要求９０９を実行することができる。量子システム９０１は、１つまたは複数の量子測定結果９１７を量子プログラム実装システム９０２に、または非限定的システム９００／９００Ｅの古典的リソースに（例えば、１つまたは複数の制御ノードに）、あるいはその両方に提供することができる。量子プログラムの動作後に、非限定的システム９００／９００Ｅは、量子システム９０１から１つまたは複数の最終的な量子測定結果９１７を受信するか、ダウンロードするか、ストリーミングするか、または他の方法で取得するか、あるいはその組み合わせを実行することができる。

【0185】

量子プログラム実装システム９０２は、出力コンポーネント９１８を備えることもできる。１つまたは複数の量子ジョブ結果９１９は、出力コンポーネント９１８を介して非限定的システム９００／９００Ｅから出力され得る。１つまたは複数の量子ジョブ結果９１９は、１つまたは複数の量子測定結果９１７を含むことができるか、もしくは１つまたは複数の量子測定結果９１７に少なくとも部分的に基づくことができるか、またはその両方であることができるか、または要求している実体からの量子ジョブ要求９０９に応答することができるか、あるいはその組み合わせであることができる。

【0186】

ここで図１２および１３を参照すると、これらの図は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、間隔境界の実装によって、量子ビットのセットに対する量子回路の動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法１２００のフロー図を共に示している。各実施形態で採用されている類似する要素またはプロセスあるいはその両方の説明の繰り返しは、簡潔にするために省略されている。

【0187】

最初に図１２の１２０２を参照すると、コンピュータ実装方法１２００は、プロセッサ（例えば、プロセッサ９０６、量子プロセッサ、または同様のプロセッサ、あるいはその組み合わせ）に動作可能に結合されたシステムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または量子ジョブ要求コンポーネント９０８、あるいはその組み合わせによって）、量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求９０９）を取得することを含むことができる。

【0188】

１２０４で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または決定コンポーネント９１０、あるいはその組み合わせによって）、量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求９０９）を少なくとも部分的に実装するために、量子プログラムまたは量子回路あるいはその両方を決定することを含むことができる。

【0189】

１２０６で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または間隔境界実装コンポーネント９１４、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界（例えば、間隔境界９４２）を決定することを含むことができる。

【0190】

この決定に含まれている特定のプロセスが、継続の三角形１２０８で発生するように示されており、図１３でさらに詳細に説明される。１つまたは複数の実施形態では、継続の三角形１２０８によって具現化された（例えば、図１３に示されているような）すべてのプロセスが実行され得る。１つまたは複数の他の実施形態では、継続の三角形１２０８によって具現化されたプロセスのうちの１つまたは複数が回避されるか、または省略されるか、あるいはその両方であることができる。

【0191】

１２１０で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または間隔境界実装コンポーネント９１４、あるいはその組み合わせによって）、量子プログラムの（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または実行コンポーネント９１６、あるいはその組み合わせなどへの）実行などのために、間隔境界（例えば、間隔境界９４２）を提供することを含むことができる。

【0192】

１２１２で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、間隔境界実装コンポーネント９１４、または実行コンポーネント９１６、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界（例えば、間隔境界９４２）を共通に設定し、トリガーすることを含むことができる。

【0193】

１２１４で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、実行コンポーネント９１６、量子システム９０１、量子演算コンポーネント９０３、または量子プロセッサ９０５、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界（例えば、間隔境界９４２）を使用して量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求９０９）を実行することを含むことができる。

【0194】

この実行に含まれている特定のプロセスが、継続の三角形１２１６で発生するように示されており、図１３でさらに詳細に説明される。１つまたは複数の実施形態では、継続の三角形１２１６によって具現化された（例えば、図１３に示されているような）すべてのプロセスが実行され得る。１つまたは複数の他の実施形態では、継続の三角形１２１６によって具現化されたプロセスのうちの１つまたは複数が回避されるか、または省略されるか、あるいはその両方であることができる。

【0195】

１２１８で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または出力コンポーネント９１８、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の量子ジョブ結果（例えば、量子ジョブ結果９１９）をユーザ実体などの実体などに出力することを含むことができる。

【0196】

図１３を参照すると、この図は、図１２のコンピュータ実装方法１２００の拡張を示しており、具体的には、図１２の継続の三角形１２０８で発生することができる態様を示している。この態様は、１つまたは複数の通信命令のコンパイルを含むなど、間隔境界（例えば、間隔境界９４２）の決定の特定のプロセスを含むことができる。

【0197】

１３０２で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または間隔境界実装コンポーネント９１４、あるいはその組み合わせによって）、（例えば、量子プログラムの実行中に実行される１つまたは複数の量子タスクのデータの転送または動作あるいはその両方の間に経過することができる）１つまたは複数の期間を決定することを含むことができる。

【0198】

１３０４で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または間隔境界実装コンポーネント９１４、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の期間のうちの最長の期間を決定することを含むことができる。この決定は、システムによる（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、または間隔境界実装コンポーネント９１４、あるいはその組み合わせによる）、実装される間隔境界（例えば、間隔境界９４２）の連続的に繰り返す間隔境界の反復の各々の時間の長さとしての最長の期間の実装を含むことができる。

【0199】

１３０６で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、間隔境界実装コンポーネント９１４、または量子システム９０１、あるいはその組み合わせによって）、決定された間隔境界の長さをテストすることを含むことができる。例えば、量子プログラムの実行中に完了される１つまたは複数のデータ転送または量子タスクあるいはその両方に関して、１つまたは複数のエラーが検出され得る。１つまたは複数のエラーは、量子プログラムの実行中に完了される１つまたは複数のデータ転送または量子タスクあるいはその両方の、間隔境界の反復の完了または間隔境界の反復の近くの完了あるいはその両方の可変の時間に関連することができる。

【0200】

さらに図１３を参照すると、この図は、図１２のコンピュータ実装方法１２００の別の拡張を示しており、具体的には、図１２の継続の三角形１２１６で発生することができる態様を示している。この態様は、量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求９０９）の実行の特定のプロセスを含むことができる。ブロック１３０８、１３１０、１３１２、および１３１４によって具現化されたプロセスが連続して発生することができるということが理解されるであろう。追加または代替あるいはその両方として、ブロック１３０８、１３１０、１３１２、および１３１４によって具現化されたプロセスのうちの１つまたは複数は、ブロック１３０８、１３１０、１３１２、および１３１４によって具現化されたプロセスのうちの他のプロセスと少なくとも部分的に並列に発生することができる。

【0201】

１３０８で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、スケジューラ／コンパイラ、または実行コンポーネント９１６、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界の反復に揃えられた、１つまたは複数のデータ転送（例えば、通信命令、量子測定結果、量子ゲート・パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、または（例えば、１つまたは複数の量子タスクの）スケジューリング、あるいはその両方を実行することを含むことができる。例えば、間隔境界の反復で、１つまたは複数のデータ転送またはスケジューリングあるいはその両方が受信されるか、送信されるか、または操作されるか、あるいはその組み合わせが実行され得る。

【0202】

１３１０で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、スケジューラ／コンパイラ、または実行コンポーネント９１６、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界の反復に揃えられた（例えば、１つまたは複数の量子タスクの）１つまたは複数の多量子ビット・ゲートまたは結合実行ゲート（joint execution gates）あるいはその両方を実行することを含むことができる。

【0203】

１３１２で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、スケジューラ／コンパイラ、または実行コンポーネント９１６、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界（例えば、間隔境界９４２）を使用して１つまたは複数の制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方を再同期することを含むことができる。

【0204】

１３１４で、コンピュータ実装方法１２００は、システムによって（例えば、非限定的システム９００、９００Ｅ、量子プログラム実装システム９０２、スケジューラ／コンパイラ、または実行コンポーネント９１６、あるいはその組み合わせによって）、実装された間隔境界（例えば、間隔境界９４２）の１つまたは複数の間隔境界の反復を無視することを含むことができる。例えば、図１１に関して説明されたように、操作される単一量子ビット量子ゲートのシーケンスを含んでいる１つまたは複数の動作ノードは、１つまたは複数の間隔境界の反復を無視することができる。

【0205】

１つまたは複数の実施形態では、ブロック１２１６での実行は、追加または代替あるいはその両方として、システムによって（例えば、量子システム９０１、量子演算コンポーネント９０３、または量子プロセッサ９０５、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の量子測定結果（例えば、量子測定結果９１７）を出力することを含むことができる。

【0206】

ここで図９～１３を組み合わせて参照すると、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、開示された内容を実用的応用に統合することができる。実際、本明細書において説明されるように、システム、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせの形態をとることができる１つまたは複数の実施形態は、１つまたは複数の量子ビットに対する量子回路の改良された動作を容易にすることができるコンピュータ化されたツールと見なされ得る。一般に、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子回路を採用している量子プログラムの実行によって採用される処理能力または生じるエラーあるいはその両方を減らすことができる。これは、特に、採用された量子ビットのデコヒーレンスに対するエラーの影響を考慮すると、コンピュータの有用な実用的応用であり、したがって、採用された量子ビットの改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方の）動作を容易にすることができる。これらの改良は、量子結果の精度の向上または採用された量子ビットの可用性の向上あるいはその両方を含むことができる。全体的に、そのようなコンピュータ化されたツールは、量子コンピューティングの分野における具体的な有形の技術的改善を構成することができる。

【0207】

さらに、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、開示された内容に基づいて現実世界のデバイスを制御することができる。例えば、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子ジョブ要求を入力として受信することができ、量子システムの１つまたは複数の量子ビットに対する、現実世界の物理パルスなどの１つまたは複数の物理的動作として、量子プログラムの実装を誘導するために、間隔境界を第１の出力として生成することができる。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子システムの現実世界の量子ビットに対する１つまたは複数の物理的動作の実行に応答して、１つまたは複数の量子結果を第２の出力として生成することができる。

【0208】

１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム９０２および間隔境界実装コンポーネント９１４を採用している非限定的システム９００／９００Ｅは、間隔境界９４２を実装する（例えば、複数の制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方で共通に設定し、トリガーする）ことによって、量子プログラムの実行を改良する（例えば、改善するか、または最適化するか、あるいはその両方を行う）ことができる。

【0209】

１つの結果として、量子プログラムの実行中の同期されたデータ転送または量子タスクあるいはその両方の動作が容易にされ得る。すなわち、間隔境界実装コンポーネント９１４は、量子プログラムを実行している各ハイブリッド古典／量子システムの複数の制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間でのそのようなデータ転送または量子タスクあるいはその両方の動作の同期という、複雑であるか、または時間がかかるか、あるいはその両方である量子プログラムの実装の問題を最小限に抑えるか、または防ぐか、あるいはその両方を行うことができる。特に、間隔境界実装コンポーネント９１４は、ハイブリッド古典／量子システムが、大きい物理的距離に及ぶか、または任意の構成で接続されたか、あるいはその両方である複数のノード（例えば、制御または動作あるいはその両方）にわたって規則的な同期点を実装することを、可能にし得る。

【0210】

ノード間の余分な同期情報の転送が防がれ得るということに注意する。すなわち、現在のシステムでは、余分な同期情報（例えば、「この未来の時間に作動する」タイムスタンプ）を伝達することは、時間を消費する可能性があり、量子プログラムまたは実験の実行持続時間を延ばす可能性がある。実行持続時間を延ばすということは、結果の精度に悪影響を与える可能性がある追加の量子ビット・デコヒーレンスが発生するということを意味する。代わりに、量子プログラム実装システム９０２および間隔境界実装コンポーネント９１４を採用する非限定的システム９００／９００Ｅは、これらの問題を防ぐことができる。

【0211】

別の結果として、間隔境界９４２の実装によって、各量子プログラムの実行全体を通じて、複数のノードの継続的な同期が可能にされるため、同期の喪失が許容され得る。すなわち、追加の処理能力、ソフトウェア、またはハードウェア、あるいはその組み合わせが、各制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方によって完璧な同期を維持すること以外に向けられ得る。代わりに、間隔境界の実装の一部として採用される共通の連続的に繰り返す間隔境界によって、古典的計算の可変の計算時間またはデータ転送あるいはその両方が考慮され得る。異なる動作ノードが、異なる時間に多量子ビット・ゲートを操作するために、１つまたは複数の量子パラメータなどのデータを受信することができ、さらに、多量子ビット・ゲートの動作を容易にする各動作ノードが、多量子ビット・ゲートの共通の動作のために、次の間隔境界の反復で再同期され得る。同様に、異なる制御ノードが、変化する時間に複数の動作ノードから（例えば、複数の量子ビットから）１つまたは複数の量子測定結果を受信することができ、さらに、次の間隔境界の反復で古典的計算またはデータ転送あるいはその両方を調整する（例えば、同期させる）ことができる。

【0212】

さらに別の結果として、データ転送を容易にする通信経路が、待ち時間に関して不正確であることができる。これは、パッケージまたはケーブルあるいはその両方の制約または変動あるいはその両方を有している多量子ビット・システムにおいて、利点であることができる。

【0213】

間隔境界実装コンポーネント９１４は、量子プログラムの実行中に待ち時間を最小限に抑えるために、ハイブリッド古典／量子システムがオーバーヘッドを採用しないか、またはほとんど採用しないことも可能にし得る。すなわち、データ転送、計算時間、量子ゲート動作時間、または関連する複合的な待ち時間、あるいはその組み合わせは、量子プログラムの実行中に計算されないこと、または推定されないこと、あるいはその両方が可能である。すなわち、結合動作または多量子ビット動作あるいはその両方を容易にするために、量子プログラムの実行中に別々のタイミングが実装されないことが可能である。代わりに、間隔境界９４２は、少なくとも各量子プログラムの１つまたは複数の量子タスクの初期化の前に、普遍的に設定され、トリガーされることが可能であり、このようにして、各ノードで同じである複数の連続的な繰り返す間隔境界の反復を実装し、１つまたは複数の量子タスクを容易にする。

【0214】

さらに、説明された主題は、開示された間隔境界９４２を採用することによって、関連する古典的ノード（例えば、古典的制御ノード）によって採用される処理能力における削減を引き起こすことができる。これは、少なくとも部分的に、量子プログラムの実行中にそのような別々のタイミングの計算および実装が防がれ得るためである。そのため、非限定的システム９００／９００Ｅ（例えば、量子プログラム実装システム９０２または間隔境界実装コンポーネント９１４あるいはその両方を含む）は、それによって、非限定的システム９００／９００Ｅの１つまたは複数の古典的処理ユニット（ＣＰＵ）に関連する性能の向上、効率の向上、または計算コストの減少、あるいはその組み合わせを促進することができる。

【0215】

さらに、量子システム９０１を採用する増大した数の量子プログラムの実行に対する高い需要が存在する場合、非限定的システム９００／９００Ｅ（例えば、量子プログラム実装システム９０２または間隔境界実装コンポーネント９１４あるいはその両方を含む）の使用が、量子プログラムのスケーリングされた実行を容易にし得るという結果になることができる。すなわち、１つまたは複数の量子ビットに対して量子回路を操作するために１つまたは複数の量子タスクの実行中に生じる、可変の待ち時間を減らすこと、または取り除くこと、あるいはその両方、およびしたがって、エラーを減らすことによって、１つまたは複数の量子ビットのデコヒーレンスのより遅い発生が、量子ビットに対して追加の量子プログラムが実行されることを可能にし得る。これが次に、１つまたは複数の量子ビットを備えている量子システムによる新しい量子ビットの提供における関連する減少につながることができ、その結果、新しい量子ビットの減少した提供に少なくとも部分的に起因して、量子システムの量子プロセッサの処理能力の可用性の向上につながることができる。

【0216】

ここで図１４を参照すると、非限定的システムの別の実施形態が１４００に示されている。適切な場合、図１の非限定的システム１００または図９の非限定的システム９００あるいはその両方の類似する要素を参照するために、類似する番号が利用される。図１の非限定的システム１００または図９の非限定的システム９００あるいはその両方の実施形態で採用されている類似する要素またはプロセスあるいはその両方の説明の繰り返しは、簡潔にするために省略されている。

【0217】

図１４を（および図１５～１８も）参照すると、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子ジョブの実行を改良するために通信命令をコンパイルすることを容易にすることができ、１つまたは複数の量子ビットに対する量子ジョブの実行を改良するために普遍的な時間間隔を実装することを容易にすることができる、１つまたは複数のシステム、コンピュータ実装方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせを含むことができる。例えば、図１４は、量子ジョブの実行を改良するために通信命令をコンパイルすることを容易にすることができ、１つまたは複数の量子ビットに対する量子ジョブの実行を改良するために普遍的な時間間隔を実装することを容易にすることができる、例示的な非限定的システム１４００のブロック図を示している。

【0218】

以下の説明が、単一の量子ジョブ要求からの単一の量子プログラムの動作のことを指しているということが、理解されるであろう。しかし、本明細書に記載されたプロセスのうちの１つまたは複数が拡張可能であることができるということも理解されるであろう。例えば、以下で理解されるであろうように、量子プログラム実装システム１４０２は、１つまたは複数の通信ファブリック１４４０を実装することができ、１つまたは複数の間隔境界１４４２を実装することができ、または１つまたは複数の量子プログラムを実行することができ、あるいはその組み合わせを行うことができ、これらの各々が下で詳細に説明される。これらのさまざまなレベルのスケーリングは、量子プログラムを実行するために採用されている１つまたは複数の量子ビットの相関性がある減らされたデコヒーレンスまたはデコヒーレンス時間あるいはその両方に少なくとも部分的に起因して、量子プログラムのより高速、より効率的、またはよりエラーが生じにくい、あるいはその組み合わせである実行を可能にすることができる。上記で使用されるとき、間隔境界とは、２つ以上のノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）で実装された連続的に繰り返す普遍的な時間間隔のことを指す。

【0219】

本明細書において使用されるとき、ノード（例えば、制御ノードまたは動作ノード）は、１つまたは複数の機械を含むことができる。１つまたは複数の機械は、コンピューティング・デバイス、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、量子コンピューティング・デバイス（例えば、量子コンピュータ）、タブレット・コンピューティング・デバイス、ハンドヘルド・デバイス、サーバ・クラス・コンピューティング・マシンもしくはデータベースまたはその両方、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、民生用装置もしくは民生用機器またはその両方、工業用デバイスもしくは商用デバイスまたはその両方、デジタル・アシスタント、インターネットが有効化されたマルチメディア電話、または別の種類のデバイス、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0220】

１つまたは複数の実施形態では、非限定的システム１４００は、ハイブリッド・システムであることができ、したがって、量子プログラム実装システム１４０２などの１つまたは複数の古典的システム、および量子システム１４０１などの１つまたは複数の量子システムを含むことができる。１つまたは複数の他の実施形態では、量子システム１４０１は、非限定的システム１４００から分離することができるが、非限定的システム１４００と組み合わせて機能することができる。１つまたは複数の実施形態では、量子システム１４０１は、量子演算コンポーネント１４０３および量子プロセッサ１４０５などの、１つまたは複数の量子コンポーネントを備えることができる。量子システム１０１に関して上で提供された説明は、量子システム１４０１に当てはまることができる。同様に、量子演算コンポーネント１０３および量子プロセッサ１０５に関して上で提供された説明は、それぞれ、量子演算コンポーネント１４０３および量子プロセッサ１４０５にも当てはまることができる。

【0221】

非限定的システム１４００の古典的部分を参照すると、量子プログラム実装システム１０２または量子プログラム実装システム９０２あるいはその両方の一般的な態様に関して上で提供された説明は、量子プログラム実装システム１４０２に当てはまることができる。１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１４０２は、プロセッサ１４０６またはプロセッサ１４０６に動作可能に接続されたコンピュータ可読メモリ１４０４あるいはその両方を備えることができる。プロセッサ１０６およびコンピュータ可読メモリ１０４に関して上で提供された説明は、それぞれ、プロセッサ１４０６およびコンピュータ可読メモリ１４０４にも当てはまることができる。本明細書に記載されている量子プログラム実装システム１４０２またはそのコンポーネントあるいはその両方は、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはそれらの任意のコンポーネント、もしくはそれらに結合された任意のコンポーネント、またはその両方、あるいはその組み合わせの機能を実行するために、通信可能に、電気的に、動作可能に、光学的に、または他の方法で、あるいはその組み合わせで、バス１４２４を介して互いに結合され得る。

【0222】

通常、量子プログラム実装システム１４０２は、複数の量子ビットに対する量子プログラムの実行を改良するために通信命令をコンパイルすることを容易にすることができ、普遍的な間隔境界の実装によって、複数の量子ビットに対する量子プログラムの実行中の同期を容易にすることもできる。通常、量子プログラム実装システム１４０２は、量子ジョブ要求を実行することを容易にすることもできる。すなわち、実行コンポーネントは、普遍的な間隔境界に従って、コンパイルされた通信ファブリックを介して、２つ以上の量子ビットに対する量子回路に関連して、量子タスクのデータ転送および動作を方向付けることができる。出力コンポーネントは、量子ジョブ要求に応答して、１つまたは複数の量子ジョブ結果を出力することができる。

【0223】

ここで量子プログラム実装システム１４０２をさらに詳細に参照すると、１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１４０２は、量子ジョブ・コンポーネント１４０８、決定コンポーネント１４１０、コンパイル・コンポーネント１４１２、間隔境界実装コンポーネント１４１４、実行コンポーネント１４１６、または出力コンポーネント１４１８、あるいはその組み合わせを備えることができる。

【0224】

量子ジョブ・コンポーネント１４０８は、要求している実体から、量子ジョブ要求１４０９を受信するか、ダウンロードするか、ストリーミングするか、または他の方法で取得するか、あるいはその組み合わせなどで、取得することができる。非限定的システム１４００は、量子プログラム実装システム１４０２および量子システム１４０１を使用して、量子ジョブ要求１４０９において実装されるよう要求された１つまたは複数の量子プログラムを実行することができる。１つまたは複数の事例では、量子ジョブ要求１４０９は、採用する１つまたは複数の特定の量子回路に関する１つまたは複数の命令を含むことができる。

【0225】

要求された１つまたは複数の量子プログラムに関連して、決定コンポーネント１４１０は、１つまたは複数の量子プログラムを実装するために、１つまたは複数の量子回路を決定することができる。この決定は、量子プログラム実装システム１４０２または非限定的システム１４００あるいはその両方の内部または外部あるいはその両方にある１つまたは複数のデータベースを検索することを含むことができる。１つまたは複数の事例では、決定コンポーネント１４１０は、１つまたは複数のコンパイルされた量子回路を格納するためのデータベース部分を含むことができる。

【0226】

ここでコンパイル・コンポーネント１４１２を参照し、本明細書では、１つまたは複数の機能を詳細に説明する前に、最初に、コンパイル・コンポーネント１４１２によって実行され得る１つまたは複数の機能の１つまたは複数の概要説明を始める。

【0227】

通常、コンパイル・コンポーネント１４１２は、下で詳細に説明される、１つまたは複数の制御ノードまたは１つまたは複数の動作ノードあるいはその両方の間のまだ決定されていないデータのスケジュールされた転送のために、通信命令をコンパイルすることができる。このコンパイルは、下で詳細に説明される、１つまたは複数の通信経路または１つまたは複数のデータ・パラメータあるいはその両方の識別を含むことができる。このコンパイルは、追加または代替あるいはその両方として、１つまたは複数の識別された通信経路に沿って１つまたは複数のデータ転送をスケジュールすることを含むことができる。このスケジューリングは、識別された１つまたは複数のデータ・パラメータに少なくとも部分的に基づくことができる。

【0228】

１つまたは複数の通信経路が識別されるか、生成されるか、またはスケジュールされるか、あるいはその組み合わせであるときに、特定の命令、測定結果、変分量子パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子プログラムの側面が、まだ計算されていないなど、まだ決定されていないという点において、データは、まだ決定されていないことが可能である。実際、これらの量子プログラムの側面は、量子プログラムの実行中に決定され得る。１つの例では、前の量子測定結果が分析されることが可能になり、量子プログラムを続行するためにその後の命令または量子パラメータ（例えば、変分量子パラメータ）あるいはその両方が決定されることが可能になるまで、１つまたは複数の量子ビットに対する物理パルスなどの１つまたは複数の物理的動作を操作するために、命令は事前に確立され得ない。すなわち、コンパイル・コンポーネント１４１２によって実際のデータ・ビットが決定されることは可能でないが、データ転送経路（通信経路）、データ単位の数、転送ごとのデータの総量、または転送のスケジュール、あるいはその組み合わせを含んでいる情報が、下で説明されるコンパイル・コンポーネント１４１２によって決定され得る。

【0229】

１つまたは複数の実施形態では、非限定的システム１４００は、量子プログラム実装システム１４０２に加えて、図１４に示された制御ノード１４０４Ａおよび１４０４Ｂなどの、１つまたは複数の古典的リソースを含むことができる。量子プログラム実装システム１４０２は、制御ノード１４０４Ａおよび１４０４Ｂから分離して示されている。１つまたは複数の代替の実施形態では、量子プログラム実装システム１４０２は、そのような古典的リソースによって具現化されたか、またはそのような古典的リソースを具現化するか、あるいはその両方である１つまたは複数の制御ノードに含まれ得る。制御ノードは、スケジューリング、命令、データ分析、測定分析、量子パラメータの最適化、または同様のもの、あるいはその組み合わせを提供できる古典的リソースであることができる。これらの制御ノードが、ローカルに、または非中心的に、あるいはその両方で、互いに相対的に分散されることが可能であるか、または任意の２つ以上の制御ノードが、通信可能に互いに接続されることが可能であるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の他の実施形態では、１つまたは複数の制御ノードが量子リソースであることができるか、または１つまたは複数の量子コンポーネントを含むことができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0230】

さらに、１つまたは複数の実施形態では、非限定的システム１４００は、動作ノード１４２０Ａ、１４２０Ｂ、および１４２０Ｃなどの、１つまたは複数の量子リソースを含むことができる。図に示されているように、量子システム１４０１は、動作ノード１４２０Ａ、１４２０Ｂ、および１４２０Ｃを含むことができる。１つまたは複数の他の実施形態では、動作ノード１４２０Ａ、１４２０Ｂ、および１４２０Ｃは、量子システム１４０１から分離することができるが、量子システム１４０１に通信可能に接続され得る。動作ノードは、パルス生成、波形生成、量子測定、または１つまたは複数の量子ビットに関連するか、もしくは１つまたは複数の量子ビットを含むか、またはその両方である他の機能、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子タスクを実行することができる、量子リソースであることができる。動作ノードが、ローカルに、または非中心的に、あるいはその両方で、互いに相対的に分散されることが可能であるか、または任意の２つ以上の動作ノードが、通信可能に互いに接続されることが可能であるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の他の実施形態では、１つまたは複数の動作ノードが量子リソースであることができるか、または１つまたは複数の量子コンポーネントを含むことができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。追加または代替あるいはその両方として、１つまたは複数の動作ノードが、上でリストされた制御ノードの機能のうちの１つまたは複数を提供することができるか、または１つまたは複数の制御ノードが、上でリストされた動作ノードの機能のうちの１つまたは複数を提供することができるか、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0231】

現在のシステムでは、制御ノードと動作ノードの間の例示的な情報の転送、または動作ノードと制御ノードの間の結果として得られた測定された量子ビット値の転送の遅延は、標準的であることができる。これは特に、複数の量子ビットの制御を実施するために、例示的な情報および量子ビット値などの多くのデータの側面が受け渡されている場合に当てはまる。ノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の（例えば、ソフトウェアまたはハードウェアあるいはその両方を介する）ボトルネック、隘路、またはデータ収集点、あるいはその組み合わせが、データ転送の速度を制限することがある。すなわち、従来の複数のＣＰＵの通信および管理技術は、標準的な量子ビットのデコヒーレンスを考慮することができるスケールで、データを転送すること、分析すること、または決定すること、あるいはその組み合わせが、できない可能性がある。多数の量子ビットに作用する量子プログラムにスケーリングするときに、この問題が悪化する。

【0232】

１つまたは複数の遅延を考慮すると、多量子ビット・ゲートを実装するために複数の動作ノード間の調整が利用されるなどの場合に、複数の量子ビットに対して動作する１つまたは複数の量子タスクに関するデータの転送が、少なくとも１つの動作ノードで遅延する可能性がある。これらの１つまたは複数の遅延は、次に、多量子ビット・ゲートを実装する準備ができているが、代わりに、（例えば、１つまたは複数の下流の実行時間に影響を与える）そのようなすべての動作ノードの準備もできるまで遅延している動作ノードで、さらなる遅延を引き起こすことがある。これは、量子プログラムの実行中に量子システム１４０１に存在するデコヒーレンスまたは他のエラー（例えば、量子ノイズ）あるいはその両方をさらに悪化させることがある。さらに、量子プログラムを実行するために複数の量子タスクが順に実行されることがあり、このようにして、各量子システム、古典的システム、またはハイブリッド・システム、あるいはその組み合わせに導入される前述の遅延、デコヒーレンス、またはエラー、あるいはその組み合わせをさらに悪化させるということが、理解されるべきである。

【0233】

これらの問題のうちの１つまたは複数を考慮するために、本明細書における１つまたは複数の実施形態は（例えば、量子プログラム実装システム１４０２またはコンパイル・コンポーネント１４１２あるいはその両方によって）、非限定的システム１４００などのシステムのさまざまな制御ノードおよび動作ノード間のデータ転送のスケジューリングのために、本明細書ではコンパイルされた通信ファブリック１４４０と総称される通信経路の通信インフラストラクチャをコンパイルすることができる。すなわち、コンパイル・コンポーネント１４１２は、非限定的システム１４００全体を通じたデータの転送のために、１つまたは複数の通信経路に対してデータ転送を識別することおよびスケジュールすることを含めて、１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることができる。コンパイルされた通信ファブリック１４４０によって、コンパイル・コンポーネント１４１２は、１つまたは複数の通信経路を介して、制御ノードの互いの通信、または動作ノードのうちの１つまたは複数との制御ノードの通信、あるいはその両方を容易にすることができる。このコンパイル（例えば、識別またはスケジューリングあるいはその両方）が、下で詳細に説明される。

【0234】

通信ファブリック１４４０は、１つまたは複数の事例では、１つまたは複数の特定の量子プログラムの実行のために具体的にコンパイルされ得る。１つまたは複数の他の量子プログラムに関連して、同じ通信ファブリック１４４０または異なる通信ファブリックあるいはその両方がコンパイルされ得る。

【0235】

最初に、通常、コンパイル・コンポーネント１４１２は、非限定的システム１４００が各量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１４０９）を受信した後などの、量子プログラムの実行前に、１つまたは複数の通信経路を識別することができる。追加または代替あるいはその両方として、各量子プログラムの実行の初期化後、ただし１つまたは複数の通信経路を採用する（量子プログラムの）特定の量子タスクの実行前に、コンパイル・コンポーネント１４１２によって、１つまたは複数の通信経路またはそのセグメントあるいはその両方が識別され得る。

【0236】

コンパイル・コンポーネント１４１２は、コンパイル・コンポーネント１４１２に通信可能に結合された１つまたは複数の他のプログラム、データベース、アプリケーション、または同様のもの、あるいはその組み合わせを介して識別されたか、またはそれらによって利用されたか、あるいはその両方である１つまたは複数のそのような経路を検索することなどによって、１つまたは複数の通信経路を識別することができる。１つまたは複数の実施形態では、コンパイル・コンポーネント１４１２は、非限定的システム１４００のさまざまな制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間で、ｐｉｎｇなどの１つまたは複数の信号をトリガーすることができる。受信された１つまたは複数の信号、ｐｉｎｇ、メタデータ、または他の結果、あるいはその組み合わせに基づいて、コンパイル・コンポーネント１４１２は、通信経路を識別することができる。同様に、コンパイル・コンポーネント１４１２は、さまざまな制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間の、データ収集ルータなどのデータ収集点を最小限に抑えるか、または回避するか、あるいはその両方である通信経路を識別することができる。

【0237】

通信ファブリック１４４０の１つまたは複数の通信経路に関しては、通信ファブリック１４０のさまざまな機能または能力あるいはその両方に関して上で提供された説明は、通信経路１４４０にも当てはまることができる。したがって簡潔にするために、省略された方法で、通信ファブリック１４４０の１つまたは複数の機能または能力あるいはその両方が下で説明され得る。

【0238】

１つまたは複数の実施形態では、コンパイル・コンポーネント１４１２が、１つまたは複数の通信経路の１つまたは複数の経路の側面を識別することができるか、または生成することができるか、あるいはその両方が可能であるということも、理解されるであろう。これらの経路の側面は、１つまたは複数の端点、ファブリック・ポート・インターフェイス、またはルーティング・ブロック、あるいはその組み合わせを含むことができる。通常、コンパイル・コンポーネント１４１２は、非限定的システム１４００が各量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１４０９）を受信した後などの、量子プログラムの実行前に、１つまたは複数の経路の側面を識別することができる。追加または代替あるいはその両方として、各量子プログラムの実行の初期化後、ただし１つまたは複数の経路の側面または経路の側面の一部あるいはその両方を採用する（量子プログラムの）特定の量子タスクの実行前に、コンパイル・コンポーネント１４１２によって、１つまたは複数の経路の側面または経路の側面の一部あるいはその両方が識別され得る。

【0239】

コンパイル・コンポーネント１４１２は、少なくとも経路の側面の一部として、サーバ、ルータ、ケーブル、または物理的な通信の結び付き、あるいはその組み合わせなどを含む任意の適切なハードウェアなどの、１つまたは複数の物理的側面を識別することができる。追加または代替として、コンパイル・コンポーネント１４１２は、少なくとも経路の側面の一部として、１つまたは複数のソフトウェアの側面を識別することができるか、または１つまたは複数のソフトウェアの側面を生成することができるか、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の実施形態では、ソフトウェアの側面は、クラウド・ネットワークを含むか、またはクラウド・ネットワークの一部であることができる。したがって、コンパイル・コンポーネント１４１２によってコンパイルされ、非限定的システム１４００に提供された通信ファブリック１４４０が、ソフトウェア、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、あるいはその組み合わせによって実現され得るということが理解されるであろう。

【0240】

コンパイル・コンポーネント１４１２によって通信ファブリック１４４０の１つまたは複数のソフトウェアの側面の識別または生成あるいはその両方を容易にするために、非限定的システム１４００に通信可能に結合された、１つまたは複数の制御ノード、動作ノード、量子プログラム実装システム１４０２、または他の古典的システムもしくは量子システムまたはその両方、あるいはその組み合わせに関連して、１つまたは複数のソフトウェア・アプリケーション、プログラム、またはコード、あるいはその組み合わせが、インストールされるか、または他の方法で入力されるか、あるいはその両方であることができる。すなわち、実体は、コンパイル・コンポーネント１４１２によって採用される１つまたは複数のソフトウェア・アプリケーション、プログラム、またはコード、あるいはその組み合わせを提供することによって、通信ファブリック１４４０のコンパイルを容易にすることができる。追加または代替あるいはその両方として、コンパイル・コンポーネント１４１２は、コンパイル・コンポーネント１４１２によって採用される１つまたは複数のソフトウェア・アプリケーション、プログラム、またはコード、あるいはその組み合わせの提供を容易にすることができる。

【0241】

追加または代替あるいはその両方として、コンパイル・コンポーネント１４１２によって通信ファブリック１４４０の１つまたは複数のハードウェアの側面の識別または生成あるいはその両方を容易にするために、ルータ、サーバ、ケーブル、ルーティング・ボックス、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の物理的ハードウェア・コンポーネントが、非限定的システム１４００に通信可能に結合された、１つまたは複数の制御ノード、動作ノード、量子プログラム実装システム１４０２、または他の古典的システムもしくは量子システムまたはその両方、あるいはその組み合わせの間に配置されて、提供されるか、またはインストールされるか、あるいはその両方であることができる。すなわち、実体は、コンパイル・コンポーネント１４１２によって採用される１つまたは複数のハードウェア・コンポーネントを提供すること、またはインストールすること、あるいはその両方によって、通信ファブリック１４４０のコンパイルを容易にすることができる。追加または代替あるいはその両方として、コンパイル・コンポーネント１４１２は、コンパイル・コンポーネント１４１２によって採用される１つまたは複数のハードウェア・コンポーネントの提供またはインストールあるいはその両方を容易にすることができる。

【0242】

前述のソフトウェアまたはハードウェアあるいはその両方の経路の側面の接続トポロジーは、さまざまな異なる形態をとることができる。前述したように、接続トポロジーは、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方として実現され得る。例えば、接続トポロジーは、実行される量子プログラム、または制御ノードもしくは動作ノードまたはその両方がアクセスできる（例えば、１つまたは複数の制御ノードおよび１つまたは複数の動作ノードを接続する）ハードウェアの側面もしくはソフトウェアの側面またはその両方、あるいはその組み合わせに依存することができる。１つまたは複数の接続トポロジーが、単一の通信ファブリック内で結び付けられることが可能であり、または異なる通信ファブリックが、異なる接続トポロジーを含むことができ、あるいはその両方が可能である。

【0243】

通信ファブリック１４４０の１つまたは複数の経路の側面のさらなる詳細に関しては、通信ファブリック１４０のさまざまな機能または能力あるいはその両方に関して上で提供された説明は、通信経路１４４０にも当てはまることができる。したがって簡潔にするために、省略された方法で、通信ファブリック１４４０の１つまたは複数の機能または能力あるいはその両方が下で説明され得る。

【0244】

さらに効率的な通信ファブリック１４４０を提供するために、コンパイル・コンポーネント１４１２は、識別された通信経路に沿って転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすることもできる。コンパイルされた１つまたは複数のデータ・パラメータは、（例えば、データ転送ごとの）特定の数のデータ単位、またはノードの対（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）の間を移動されるデータの最大サイズ（例えば、データ単位の数に含まれているビットまたは他の単位の合計）、あるいはその組み合わせを含むことができる。データの最大サイズは、量子プログラムの完全な実行の間の、任意の１つの瞬間もしくは任意の１つクロック・サイクルまたはその両方に、または任意の１つ量子タスクごとに、あるいはその組み合わせに、各通信経路で転送される最大値として決定され得る。コンパイル・コンポーネント１４１２は、量子プログラムの異なる量子タスクまたはクロック・サイクルあるいはその両方に関する１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすることができる。

【0245】

実際、１つまたは複数のデータ・パラメータを考慮すると、量子プログラムの実行中にデータ単位の数は変化しないが、データ単位に保持されている（例えば、ビットに含まれている）値のみが、何のデータが転送されるかに応じて変化する。例えば、量子プログラムの実行中に、量子ゲートの実装などに関する制御ノードからの量子ビット測定結果または決定情報あるいはその両方などによって、データ値が決定され得る。

【0246】

コンパイル・コンポーネント１４１２は、まだ決定されていないデータの送信先に関して、（例えば、１つまたは複数のデータ・パラメータを利用して）データ単位の数および最大データ・サイズを含むスケジューリング命令をコンパイルすることもできる。言い換えると、コンパイル・コンポーネント１４１２は、データ単位の数、最大データ・サイズ、またはデータの転送先、あるいはその組み合わせを含む、データ移動に関する１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすることができ、したがって、これらのデータ・パラメータは、量子プログラムの実行中にすべて静的であることができ、一方、実行中にデータの内容のみが変化することができる。すなわち、量子プログラムの実行前に、何の情報を渡すか、情報の行き先、およびデータを渡す方法が決定され得るが、量子プログラムが実行されているときに、転送されるデータ（例えば、データ・ビット）の内容（例えば、値）は動的に変化することができる。

【0247】

例えば、量子プログラムは、複数の動作ノードで実行される複数の量子タスクを含むことができる。量子タスクは、量子タスクが実行される特定の順序を有することができる。１つまたは複数の量子タスクは、他の量子タスクより時間がかかることがある。１つまたは複数の量子タスクは、他の量子タスクと並列に実行され得る。１つまたは複数の量子タスクは、１つまたは複数の他の量子タスクが最初に実行されるか、または開始されるか、あるいはその両方が行われるまで、実行され得ない。各動作ノードで実行される量子タスクのこの順序は、非限定的システム１４００が各量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１４０９）を受信した後などの、量子プログラムの実行前に、コンパイル・コンポーネント１４１２によってスケジュールされ得る。追加または代替あるいはその両方として、各量子プログラムの実行の初期化後、ただし１つまたは複数の特定の量子タスクの実行前に、コンパイル・コンポーネント１４１２によって、１つまたは複数の量子タスクがスケジュールされ得る。

【0248】

１つまたは複数の量子タスクのスケジューリングが、コンパイル・コンポーネント１４１２による、１つまたは複数の量子タスクによって採用されるまだ決定されていないデータの（例えば、１つまたは複数の通信経路に沿った）１つまたは複数のデータ・ルートのスケジューリングを含むことができるということが、理解されるであろう。１つまたは複数の量子タスクのスケジューリングは、１つまたは複数のデータ・ルートに沿って転送されるまだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータをスケジュールすることを含むこともできる。これらの動作は、一緒に、または同時に、あるいはその両方で、完了することができる。コンパイル・コンポーネント１４１２によって、１つまたは複数のデータ・ルートをスケジュールするために１つまたは複数のデータ・パラメータが利用されることが可能であり、またはこの逆も同様であり、あるいはその両方が可能であるということが、理解されるであろう。

【0249】

さらに、量子プログラムの各量子タスクまたはクロック・サイクルあるいはその両方の間に転送されるデータの量ごとに、スケジューリングを実現するため、およびしたがって、関連する送信データ・ブロックおよび関連する受信データ・ブロックを決定するために、コンパイル・コンポーネント１４１２は、データ転送リストをコンパイルすることもできる。データ転送リストは、ＦＰＩ番号（ＦＰＮ）、データ単位の数における転送の長さ（ＬＥＮ）、各通信ファブリックのＦＰＩ送信データ・ブロック配列へのソース識別子（ＳＩＤ）およびソース・オフセット（ＳＯＦＦ）、ならびに各通信ファブリックのＦＰＩ受信データ・ブロック配列への送信先識別子（ＤＩＤ）および送信先オフセットの代表的データを含む、送信先ブロックのリストを含むことができる。

【0250】

本明細書において使用されるとき、送信データ・ブロック配列は、各通信ファブリックのすべてのＦＰＩのすべての送信データ・ブロックを含むことができる。同様に、本明細書において使用されるとき、受信データ・ブロック配列は、各通信ファブリックのすべてのＦＰＩのすべての受信データ・ブロックを含むことができる。１つまたは複数の他の実施形態では、送信データ・ブロック配列または受信データ・ブロック配列あるいはその両方は、各通信ファブリックのすべてのＦＰＩのすべての送信データ・ブロックまたは受信データ・ブロックより少ない送信データ・ブロックまたは受信データ・ブロックをそれぞれ含むことができる。さらに、表Ｉでデータ転送リストに関して上で提供された説明が、コンパイル・コンポーネント１４１２に関する本明細書における説明にも当てはまることができるということが、理解されるであろう。

【0251】

さらに、１つまたは複数の事例では、ブロードキャスト機能が通信ファブリック１４４０に追加され得る。そのような事例では、各データ転送リストのエントリが同一のＦＰＮ、ＬＥＮ、ＳＩＤ、およびＳＯＦＦを含む場合、そのような同一のエントリは、ブロードキャスト動作として一緒にまとめられ得る。

【0252】

図１４をさらに参照すると、コンパイル・コンポーネント１４１２は、前述の１つまたは複数の通信命令をコンパイルするため（例えば、通信ファブリックをコンパイルするため）の１つまたは複数の命令を含んでいるコンパイル・アルゴリズム１４１３を採用することもできる。コンパイル・アルゴリズム１４１３によって実行されるか、命令されるか、または指示されるか、あるいはその組み合わせが行われる動作は、１つまたは複数の量子タスクに関して、１つまたは複数の通信経路をコンパイルすること、１つまたは複数のデータ・パラメータをコンパイルすること、または１つまたは複数のデータ移動をスケジュールすること、あるいはその組み合わせを含むことができる。コンパイル・アルゴリズム１４１３またはコンパイル・アルゴリズム１４１３を実施するための命令あるいはその両方が、コンパイル・コンポーネント１４１２、メモリ１４０４、もしくは外部メモリ／ストレージ、またはその組み合わせに格納され得るということ、または関連するクラウド・コンピューティング環境、ＷＡＮ、ＬＡＮ、もしくは同様のもの、またはその組み合わせを介して、コンパイル・コンポーネント１４１２もしくは非限定的システム１４００またはその両方によってアクセス可能であるということ、あるいはその両方が、理解されるであろう。さらに、コンパイル・アルゴリズム１１３および１１３Ａに関して上で提供された説明が、コンパイル・アルゴリズム１４１３に関する本明細書における説明にも当てはまることができるということが、理解されるであろう。

【0253】

例えば、コンパイル・アルゴリズム１４１３は、１つまたは複数のデータ・パラメータ、ならびに（例えば、１つまたは複数の通信経路の識別中に）受信された１つまたは複数の前述の信号、メタデータ、または他の結果、あるいはその組み合わせを採用することができる。このようにして、コンパイル・コンポーネント１４１２は、コンパイル・アルゴリズム１４１３を介して提供された１つまたは複数の命令によって、１つまたは複数の通信経路に沿った１方向または両方向での１つまたは複数の異なる量のデータの転送時間を決定することができる。

【0254】

ここで間隔境界実装コンポーネント１４１４を参照し、図１４をさらに参照して、量子プログラム実装システム１４０２のさらなる機能が説明される。

【0255】

ハイブリッド古典／量子システムなどの、量子プログラムを実行している現在のシステムにおいて、１つまたは複数の量子回路の動作中に、複数のそのようなデータ転送または量子タスクあるいはその両方が、通常は開始されるか、または実行されるか、あるいはその両方が行われ得る。これらのデータ転送または量子タスクあるいはその両方は、それぞれ、完了するために、可変量の時間または異なる量の時間あるいはその両方を要することがある。したがって、１つまたは複数の他の量子タスクの完了またはデータ転送あるいはその両方と相対的な、１つの量子タスクの完了またはデータの転送あるいはその両方の遅延が、量子タスクまたはデータ転送あるいはその両方を利用しているか、または実行しているか、あるいはその両方である２つ以上のノード（例えば、古典的ノードまたは動作ノードあるいはその両方）の間の同期を減らすか、または同期の喪失を完全に引き起こすか、あるいはその両方である可能性がある。１つまたは複数の事例では、同期の喪失は、ノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の（例えば、ソフトウェアまたはハードウェアあるいはその両方を介する）ボトルネック、隘路、またはデータ収集点、あるいはその組み合わせによって引き起こされることがあり、それによって、データ転送の速度を制限する。

【0256】

実際、通常はＣＰＵが古典的リソースであることができることから、データ転送は、量子プログラムの実行中に複雑なスケジューリングを使用して、さまざまな時間に発生する可能性がある。さらに、従来の複数のＣＰＵの通信および管理技術は、標準的な量子ビットのデコヒーレンスを考慮することができるスケールで、データを転送すること、分析すること、または決定すること、あるいはその組み合わせが、できない可能性がある。さらに、現在のシステムが、量子プログラムの実行中に１つまたは複数のデータ転送または量子タスクあるいはその両方をスケジュールするときに、スケジューリングに関連するデータまたはメタデータあるいはその両方が、データまたは通信命令あるいはその両方の転送と共に提供され、これが問題を複雑にする。すなわち、タイミング・データまたはメタ・データあるいはその両方が、データ転送サイズを増やすか、または関連するデータ転送の速度を低下させるか、あるいはその両方である可能性がある。さらに、ノード間で同期が失われ、タイミングが一致しない場合、量子タスクは、エラーもしくは失敗またはその両方を導入するか、または実験の崩壊を完全に引き起こすか、あるいはその組み合わせなど、適切に実施され得ない可能性がある。多数の量子ビットに作用する量子プログラムにスケーリングするときに、これらの問題が悪化することがある。

【0257】

これらの問題のうちの１つまたは複数を考慮するために、本明細書における１つまたは複数の実施形態は（例えば、量子プログラム実装システム１４０２または間隔境界実装コンポーネント１４１４あるいはその両方によって）、実装された間隔境界１４４２へのデータ転送、量子タスク、またはマルチカード動作（例えば、ＤＡＣの測定トーン、ＡＤＣのキャプチャ・ウィンドウ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、あるいはその組み合わせの整列を可能にすることができる間隔境界１４４２を実装することができる。すなわち、間隔境界１４４２は、データの転送をスケジュールするため、または２つ以上の動作ノード（例えば、動作ノード１４２０Ａ、１４２０Ｂ、または１４２０Ｃ、あるいはその組み合わせ）で多量子ビット・ゲートを実装するなど、そのようなデータを実装するため、あるいはその両方のために、非限定的システム１４００によって（例えば、実行コンポーネント１４１６によって）採用され得る。言い換えると、２つ以上の量子ビットに対する量子プログラムの実行中に、間隔境界実装コンポーネント１４１４によってノードの同期が容易にされ得る。

【0258】

実際、このようにして、関連する量子プログラムの実行中にオーバーヘッドを採用することなどがなく、制御ノード１４０４Ａおよび１４０４Ｂまたは動作ノード１４２０Ａ、１４２０Ｂ、および１４２０Ｃあるいはその両方の（例えば、連続的な繰り返す間隔境界の反復での）同期点が提供され得る。さらに、次の間隔境界の反復が整列を提供できることから、間隔内（例えば、間隔境界の反復の対の間）のＣＰＵの実行において、１つまたは複数の不正確さが許容され得る。各プログラムの量子タスクの初期スケジューリングに関して、間隔境界の反復は、「バリア」ゲートを揃えるための「自然な」位置をスケジューラ／コンパイラに提供できる。本明細書において使用されるとき、「バリア」ゲートは、２つ以上の異なる量子ビット・コントローラにわたって時間調整された方法で個別の量子演算または量子演算のサブシーケンスが実行され得るように、量子プログラムが個別の量子演算間または量子演算のサブシーケンス間の整列を伴うことができる時間インスタンスである。加えて、１つまたは複数の実施形態では、拡大された非限定的システム１４００（特に示されていない）は、量子ゲート動作を制御するために、プログラム可能なＣＰＵの代わりに、ハードウェア・シーケンサを含んでいる１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。

【0259】

間隔境界１４４２を実装することに関連して、本明細書における説明は、最初に、間隔境界実装コンポーネント１４１４を単に大まかに参照する。最初に、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、１つまたは複数の量子タスクのデータの転送または動作あるいはその両方の間に経過することができる１つまたは複数の期間の決定を容易にすることができる。間隔境界実装コンポーネント１４１４は、この期間情報を使用して、非限定的システム１４００の２つ以上のノード（例えば、制御ノード１４０４Ａもしくは１４０４Ｂまたはその両方、または動作ノード１４２０Ａ、１４２０Ｂ、もしくは１４２０Ｃ、またはその組み合わせ、あるいはその両方）で、連続的に繰り返す普遍的な間隔境界１４４２を実装することができる。以下では、間隔境界実装コンポーネント１４１４によって実行される１つまたは複数の機能、実装され得る間隔境界１４４２、および間隔境界１４４２が実装され得る制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方に関して、詳細に説明される。

【0260】

間隔境界（例えば、間隔境界１４４２）を実装するために、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、最初に、２つ以上のノードで連続的に繰り返されるための、可能性が高いか、推定されたか、または計算されたか、あるいはその組み合わせである最長の期間を決定することができる。すなわち、最長の期間がどの基準に基づくかを決定するために、間隔境界実装コンポーネント１４１４で、１つまたは複数の決定パラメータが、デフォルトで、または選択的に、あるいはその両方で、実装され得る。１つまたは複数の決定パラメータが選択的に実装される場合、実体によって、そのような選択的な実装が提供され得る。１つの実施形態では、実体は、量子プログラム実装システム１４０２への通信デバイスまたは任意の適切な通信接続あるいはその両方を介して、１つまたは複数の決定パラメータを実装することができる。

【0261】

示されたように、最長の期間は、１つまたは複数のさまざまな基準を有することができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、任意の２つ（以上）のノード（例えば、古典的ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の任意の方向での最長のデータ転送時間に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、任意の２つ（以上）のノード（例えば、古典的ノードまたは動作ノードあるいはその両方）間の最長のデータ転送およびリターン・データ転送に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、制御ノードに基づくタスク（例えば、スケジューリング、命令、データ分析、測定分析、量子パラメータの最適化、または同様のこと、あるいはその組み合わせ）の最長のタスク完了時間に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、動作ノードに基づくタスク（例えば、パルス生成、波形生成、量子測定、または１つまたは複数の量子ビットに関連するか、もしくは１つまたは複数の量子ビットを含むか、またはその両方である他の機能、あるいはその組み合わせ）の最長のタスク完了時間に基づくことができる。１つまたは複数の実施形態では、最長の期間は、これらの基準のうちの２つ以上の任意の組み合わせにわたる最長の期間に基づくなど、これらの基準のうちの２つ以上に基づくことができる。

【0262】

最長の期間が前述のさまざまな基準のうちの１つまたは複数に基づく場合、間隔境界実装コンポーネント１４１４によって実行される「基づく」は、実際の期間、推定された期間、または１つまたは複数の精度の確率が提供された期間、あるいはその組み合わせを計算すること、または推定すること、あるいはその両方のうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0263】

さらに、１つまたは複数の実施形態では、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、コンパイル・コンポーネント１４１２または通信ファブリック１４４０あるいはその両方を使用して、最長の期間を決定することができる。例えば、コンパイル・コンポーネント１４１２によって決定されるとき、通信ファブリック１４４０を通る最悪の場合の伝搬時間が、最小の間隔境界の時間の長さとして実装され得る。

【0264】

すなわち、間隔境界の反復間の最小の時間の長さとして、最長の期間が利用され得る。実行される量子プログラムに適している場合、量子プログラム実装システム１４０２または間隔境界実装コンポーネント１４１４あるいはその両方は、最長の期間より長い間隔境界の反復間の時間の長さを採用することができる。例えば、より長い時間間隔は、量子プログラムまたは量子プログラムに含まれている１つまたは複数の量子タスクあるいはその両方を実行することの前の履歴に基づいて実行される量子プログラムに、より良く適合することができる。

【0265】

最長の期間（例えば、通信ファブリック１４４０を通る最悪の場合の伝搬時間）を決定するときに、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、非限定的システム１４００（または拡大された非限定的システムあるいはその両方）の２つ以上のノード（例えば、制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方）で、決定された最長の期間を有する間隔境界１４４２を共通に設定し、トリガーすることができる。このようにして、２つ以上のノードでの多量子ビット量子演算またはデータ転送あるいはその両方の実行が揃えられ得る。

【0266】

間隔境界実装コンポーネント１４１４は、間隔境界１４４２を実装するために、同じクロック・ソースまたは実行時間あるいはその両方を採用することができる。例えば、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、互いに同期される各ノードで、同じ間隔境界１４４２を普遍的に設定し、トリガーすることができる。１つまたは複数の実施形態では、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、同じ瞬間に２つ以上のノードで、間隔境界１４４２を設定し、トリガーすることができる。１つまたは複数の他の実施形態では、単一のクロック・ソースまたは実行時間あるいはその両方の利用を考慮すると、間隔境界１４４２は、１つまたは複数の他のノードと異なる瞬間に１つまたは複数のノードで設定されるか、またはトリガーされるか、あるいはその両方であることができるが、間隔境界１４４２は、依然として同じように実装され、同期され得る。

【0267】

間隔境界１４４２は、本明細書では間隔境界の反復と呼ばれる複数の連続的に繰り返す共通の時点で、非限定的システム１４００の動作ノードおよび制御ノードの各々で実装され得る。間隔境界の反復の各隣接する対は、１つまたは複数の他の待ち時間、仲裁、または他の期間、あるいはその組み合わせのない、単一の時間間隔の境界を示すことができる。すなわち、（例えば、共通の間隔境界の反復または時点で）次の時間間隔が開始する場合に、１つの時間間隔が開始することができ、各時間間隔は同じ時間の長さを有する。

【0268】

ここで、図６、１０、および１１を最初に簡単に再び参照すると、上で提供された通信ファブリック１４０または間隔境界９４２あるいはその両方の機能または能力あるいはその両方のいずれかが、通信ファブリック１４４０または間隔境界１４４２あるいはその両方にもそれぞれ当てはまることができるということが、理解されるであろう。簡潔にするために、そのような機能または能力あるいはその両方は、図１４に関して本明細書において再び説明されない。

【0269】

図１４を再び簡単に参照して、量子プログラム実装システム１４０２または非限定的システム１４００あるいはその両方の１つまたは複数の追加の機能が、それらの１つまたは複数の追加のコンポーネントなどに関連して説明される。

【0270】

確立された後に、１つまたは複数の量子ビットに関連して決定された量子回路を実装するために、実行コンポーネント１４１６に、間隔境界実装コンポーネント１４１４が間隔境界１４４２を提供することができ、コンパイル・コンポーネント１４１２が通信ファブリック１４４０を提供することができる。間隔境界実装コンポーネント１４１４およびコンパイル・コンポーネント１４１２は、間隔境界１４４２および通信ファブリック１４４０の提供を容易にするために、実行コンポーネント１４１６と、直接的または間接的あるいはその両方で、通信可能に結合され得る。実行コンポーネント１４１６は、量子システム１４０１で（例えば、量子システム１４０１の動作ノードで）間隔境界１４４２および通信ファブリック１４４０を使用して、量子ジョブ要求１４０９の初期化、命令、または実施、あるいはその組み合わせを方向付けることができる。

【0271】

すなわち、通信ファブリック１４４０および間隔境界１４４２が互いに組み合わせて機能することができるということが理解されるであろう。例えば、実行コンポーネント１４１６は、コンパイル・コンポーネント１４１２によってコンパイルされたさまざまな通信命令および通信ファブリック１４４０を採用することができる。さまざまな通信命令は、１つまたは複数の通信経路、１つまたは複数のデータ転送スケジュール、または１つまたは複数の量子タスク・スケジュール、あるいはその組み合わせを含むことができる。同様に、実行コンポーネント１４１６は、間隔境界１４９２の連続的に繰り返す間隔境界の反復（例えば、連続的に繰り返す時点）を使用して、コンパイル・コンポーネント１４１２によって提供された１つまたは複数のデータ転送スケジュールまたは１つまたは複数の量子タスク・スケジュールあるいはその両方を揃えることができる。１つまたは複数の事例では、そのような量子タスクのうちの１つまたは複数は、多量子ビットの量子タスクであることができる。実行コンポーネント１４１６は、連続的に繰り返す時点の多数のインスタンス（例えば、２つ以上のインスタンス）で、２つ以上の量子ビットに対して、多量子ビットの量子タスクなどの同時に開始される量子演算を引き起こすことができる。

【0272】

すなわち、量子システム１４０１（例えば、１つまたは複数の動作ノード）は、非限定的システム１４００またはコンパイル・コンポーネント１４１２あるいはその両方によってコンパイルされたとおりの、通信ファブリック１４４０の１つまたは複数のコンパイルされた通信命令に基づいて、および間隔境界１４４２に少なくとも部分的に基づいて、量子システム１４０１で量子ビットに対して量子ジョブ要求１４０９を実行することができる。量子システム１４０１は、１つまたは複数の量子測定結果１４１７を量子プログラム実装システム１４０２に、または非限定的システム１４００の古典的部分に（例えば、１つまたは複数の制御ノードに）、あるいはその両方に提供することができる。完全な量子プログラムの動作後に、非限定的システム１４００は、量子システム１４０１から１つまたは複数の最終的な量子測定結果１４１７を受信するか、ダウンロードするか、ストリーミングするか、または他の方法で取得するか、あるいはその組み合わせを実行することができる。

【0273】

量子プログラム実装システム１４０２は、出力コンポーネント１４１８を備えることもできる。１つまたは複数の量子ジョブ結果１４１９は、出力コンポーネント１４１８を介して非限定的システム１４００から出力され得る。１つまたは複数の量子ジョブ結果１４１９は、１つまたは複数の量子測定結果１４１７を含むことができるか、もしくは１つまたは複数の量子測定結果１４１７に少なくとも部分的に基づくことができるか、またはその両方であることができるか、または要求している実体からの量子ジョブ要求１４０９に応答することができるか、あるいはその組み合わせであることができる。

【0274】

ここで図１５～１７を参照すると、これらの図は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、１つまたは複数の通信命令をコンパイルすることによって、量子ビットのセットに対する量子回路の動作を容易にすることができる例示的な非限定的コンピュータ実装方法１５００のフロー図を共に示している。各実施形態で採用されている類似する要素またはプロセスあるいはその両方の説明の繰り返しは、簡潔にするために省略されている。

【0275】

最初に図１５の１５０２を参照すると、コンピュータ実装方法７００は、プロセッサ（例えば、プロセッサ１４０６、量子プロセッサ、または同様のプロセッサ、あるいはその組み合わせ）に動作可能に結合されたシステムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または量子ジョブ要求コンポーネント１４０８、あるいはその組み合わせによって）、量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１４０９）を取得することを含むことができる。

【0276】

１５０４で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または決定コンポーネント１４１０、あるいはその組み合わせによって）、量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１４０９）を少なくとも部分的に実装するために、量子プログラムまたは量子回路あるいはその両方を決定することを含むことができる。

【0277】

ブロック１５０４から、ブロック１５０６および継続の三角形１５０５によって表されたプロセスが、それぞれ、少なくとも部分的に並列に継続することができる。

【0278】

継続の三角形１５０５で、明確にするために、間隔境界（例えば、間隔境界１４９２）の決定に関連する特定のプロセスが図１６で提供される。継続の三角形１５０５は、ブロック１５０６および継続の三角形１５０８を回避して（例えば、少なくとも部分的にそれらと並列に継続して）、ブロック１５１０につながる。

【0279】

すなわち、図１６を簡単に参照すると、１５０５で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または間隔境界実装コンポーネント１４１４、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界（例えば、間隔境界１４４２）を決定することを含むことができる。

【0280】

ブロック１６０２および１６０４に示されているように、１つまたは複数のプロセスが間隔境界（例えば、間隔境界１４９２）の決定に含まれ得るということが、理解されるであろう。

【0281】

１６０２で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または間隔境界実装コンポーネント１４１４、あるいはその組み合わせによって）、（例えば、量子プログラムの実行中に実行される１つまたは複数の量子タスクのデータの転送または動作あるいはその両方の間に経過することができる）１つまたは複数の期間を決定することを含むことができる。例えば、コンパイル・コンポーネント（例えば、コンパイル・コンポーネント１４１２）は、ブロック１５０６などで、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４４０）を通る最悪の場合の伝搬時間を提供することができる。システム（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または間隔境界実装コンポーネント１４１４、あるいはその組み合わせ）は、実装される間隔境界（例えば、間隔境界９４２）の連続的に繰り返す間隔境界の反復の各々の時間の長さとして、最悪の場合の伝搬時間を採用することができる。

【0282】

１６０４で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、間隔境界実装コンポーネント１４１４、または量子システム１４０１、あるいはその組み合わせによって）、決定された間隔境界の長さをテストすることを含むことができる。例えば、量子プログラムの実行中に完了される１つまたは複数のデータ転送または量子タスクあるいはその両方に関して、１つまたは複数のエラーが検出され得る。１つまたは複数のエラーは、量子プログラムの実行中に完了される１つまたは複数のデータ転送または量子タスクあるいはその両方の、間隔境界の反復の完了または間隔境界の反復の近くの完了あるいはその両方の可変の時間に関連することができる。

【0283】

図１５を再び参照すると、１５０６で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の通信命令を含んでいるなどの、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４４０）を決定することを含むことができる。このコンパイルは、コンパイル・アルゴリズム（例えば、コンパイル・アルゴリズム１４１３）を使用することを含むことができる。

【0284】

このコンパイルに含まれている特定のプロセスが、継続の三角形１５０８で発生するように示されており、明確にするために図１７で説明される。継続の三角形１５０８は、ブロック１５１０につながる。１つまたは複数の実施形態では、三角形１５０８によって具現化された（例えば、図１７に示されているような）すべてのプロセスが実行され得る。１つまたは複数の他の実施形態では、継続の三角形１５０８によって具現化されたプロセスのうちの１つまたは複数が回避されるか、または省略されるか、あるいはその両方であることができる。

【0285】

すなわち、図１７を簡単に参照すると、この図は、図１５のコンピュータ実装方法１５００の拡張を示している。図１７は、特に、１つまたは複数の通信命令のコンパイルを含むなど、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４４０）のコンパイルの特定のプロセスなどの、図１５の継続の三角形１５０８で発生することができる態様を示している。１つまたは複数の通信命令は、１つまたは複数の通信経路、１つまたは複数のデータ転送スケジュール、または１つまたは複数の量子タスク・スケジュール、あるいはその組み合わせを含むことができる。

【0286】

１７０２で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、まだ決定されていないデータの転送のために１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることを含むことができる。すなわち、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４４０）は、複数の通信経路などの、１つまたは複数の通信経路を含むことができる。１７０２でのコンパイルは、ブロック１７０４、１７０６、１７０８、および１７１０で次に提供される動作などの、１つまたは複数の動作を含むことができる。１つまたは複数の通信経路が識別されるか、生成されるか、またはスケジュールされるか、あるいはその組み合わせであるときに、特定の命令、測定結果、変分量子パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子プログラムの側面が、まだ計算されていないなど、まだ決定されていないという点において、データは、まだ決定されていないことが可能である。

【0287】

１７０４で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の端点を識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。端点は、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0288】

１７０６で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数のＦＰＩを識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。ＦＰＩは、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0289】

１７０８で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数のルーティング・ブロックを識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。ルーティング・ブロックは、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0290】

１７１０で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の端点、ＦＰＩ、またはルーティング・ブロック、あるいはその組み合わせを採用するか、または接続するか、あるいはその両方を実行するなど、１つまたは複数の通信経路を識別するか、または生成するか、あるいはその両方を実行することを含むことができる。通信経路は、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方によって実現され得る。

【0291】

次に、１７１２で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、まだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・パラメータ（例えば、データ単位の数、最大データ・サイズ、またはデータ転送先、あるいはその組み合わせを含んでいる、データ移動に関する１つまたは複数のデータ・パラメータ）をコンパイルすることを含むことができる。１つまたは複数の通信経路が識別されるか、生成されるか、またはスケジュールされるか、あるいはその組み合わせであるときに、特定の命令、測定結果、変分量子パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、１つまたは複数の量子プログラムの側面が、まだ計算されていないなど、まだ決定されていないという点において、データは、まだ決定されていないことが可能である。

【0292】

１７１４で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、（例えば、関連する量子プログラムの）１つまたは複数の量子タスクをスケジュールすることを含むことができる。量子タスクは、量子プログラムの実行のための１つまたは複数のデータ移動を含むことができる。１７１４でのスケジューリングは、ブロック１７１６および１７１８で次に提供されるプロセスなどの、１つまたは複数のプロセスを含むことができる。

【0293】

１７１６で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数のデータ転送リストを生成することを含むことができる。

【0294】

１７１８で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、（例えば、１つまたは複数の通信経路または通信経路の１つまたは複数のセグメントあるいはその両方に沿って）まだ決定されていないデータの１つまたは複数のデータ・ルートをスケジュールすることを含むことができる。

【0295】

１つまたは複数の実施形態では、ブロック１７１４での実行は、追加または代替あるいはその両方として、システムによって（例えば、量子システム１４０１、量子演算コンポーネント１４０３、または量子プロセッサ１４０５、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の量子測定結果（例えば、量子測定結果１４１７）を出力することを含むことができる。

【0296】

図１５を再び参照すると、１５１０で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、またはコンパイル・コンポーネント１４１２、あるいはその組み合わせによって）、量子プログラムの（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または実行コンポーネント１４１６、あるいはその組み合わせなどへの）実行などのために、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４４０）を提供することを含むことができる。やはり１５１０で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または間隔境界実装コンポーネント１４１４、あるいはその組み合わせによって）、量子プログラムの（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、または実行コンポーネント１４１６、あるいはその組み合わせなどへの）実行などのために、間隔境界（例えば、間隔境界１４４２）を提供することを含むことができる。

【0297】

１５１２で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、間隔境界実装コンポーネント１４１４、または実行コンポーネント１４１６、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界（例えば、間隔境界１４９２）を共通に設定し、トリガーすることを含むことができる。

【0298】

１５１４で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、実行コンポーネント１４１６、量子システム１４０１、量子演算コンポーネント１４０３、または量子プロセッサ１４０５、あるいはその組み合わせによって）、通信ファブリック（例えば、通信ファブリック１４０）および間隔境界（例えば、間隔境界１４４２）を使用して量子ジョブ要求（例えば、量子ジョブ要求１４０９）を実行することを含むことができる。

【0299】

この実行に含まれている特定のプロセスが、継続の三角形１５１６で発生するように示されており、図１６でさらに詳細に説明される。継続の三角形１５１６は、ブロック１５１８につながる。１つまたは複数の実施形態では、継続の三角形１５１６によって具現化された（例えば、図１６に示されているような）すべてのプロセスが実行され得る。１つまたは複数の他の実施形態では、継続の三角形１５１６によって具現化されたプロセスのうちの１つまたは複数が回避されるか、または省略されるか、あるいはその両方であることができる。

【0300】

図１６を簡単に再び参照すると、ブロック１６０６、１６０８、１６１０、および１６１２によって具現化されたプロセスのうちの２つ以上が連続して発生することができるということが理解されるであろう。追加または代替あるいはその両方として、ブロック１６０６、１６０８、１６１０、および１６１２によって具現化されたプロセスのうちの１つまたは複数は、ブロック１６０６、１６０８、１６１０、および１６１２によって具現化されたプロセスのうちの他のプロセスと少なくとも部分的に並列に発生することができる。

【0301】

１６０６で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、コンパイル・コンポーネント１４１２、または実行コンポーネント１４１６、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界の反復に揃えられた、１つまたは複数のデータ転送（例えば、通信命令、量子測定結果、量子ゲート・パラメータ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、または（例えば、１つまたは複数の量子タスクの）スケジューリング、あるいはその両方を実行することを含むことができる。例えば、間隔境界の反復で、１つまたは複数のデータ転送またはスケジューリングあるいはその両方が受信されるか、送信されるか、または操作されるか、あるいはその組み合わせが実行され得る。

【0302】

１６０８で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、コンパイル・コンポーネント１４１２、または実行コンポーネント１４１６、あるいはその組み合わせによって）、（例えば、間隔境界１４４２の）間隔境界の反復に揃えられた（例えば、１つまたは複数の量子タスクの）１つまたは複数の多量子ビット・ゲートまたは結合実行ゲートあるいはその両方を実行することを含むことができる。

【0303】

１６１０で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、コンパイル・コンポーネント１４１２、または実行コンポーネント１４１６、あるいはその組み合わせによって）、間隔境界（例えば、間隔境界９４２）を使用して１つまたは複数の制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方を再同期することを含むことができる。

【0304】

１６１２で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム１４０２、コンパイル・コンポーネント１４１２、または実行コンポーネント１４１６、あるいはその組み合わせによって）、実装された間隔境界（例えば、間隔境界９４２）の１つまたは複数の間隔境界の反復を無視することを含むことができる。例えば、操作される単一量子ビット量子ゲートのシーケンスを含んでいる１つまたは複数の動作ノードは、１つまたは複数の間隔境界の反復を無視することができる。

【0305】

図１５を再び参照すると、１５１８で、コンピュータ実装方法１５００は、システムによって（例えば、非限定的システム１４００、量子プログラム実装システム５０２、または出力コンポーネント１５１８、あるいはその組み合わせによって）、１つまたは複数の量子ジョブ結果（例えば、量子ジョブ結果１５１７）をユーザ実体などの実体などに出力することを含むことができる。

【0306】

ここで図１８を参照して、量子プログラム・スケジュール１８００に関して、コンパイル・コンポーネント１４１２および間隔境界実装コンポーネント１４１４の結合された実行の代替の実装が説明される。明確にするために、量子プログラム・スケジュール１８００のセクション１８０１が拡大されている。

【0307】

一般に、量子プログラム実装システム１４０２が、量子プログラムを実行するように同期的に機能することができる２つ以上の通信ファブリックまたは２つ以上の間隔境界あるいはその両方を提供し、実装することができるということが、理解されるであろう。１つまたは複数の実施形態では、間隔境界１４９２Ａおよび１４９２Ｂは、異なる間隔境界実装コンポーネントによって実装されることが可能であり、または通信ファブリック１４４０Ａおよび１１４０Ｂは、異なるコンパイル・コンポーネントによって生成されるか、もしくは実装されるか、またはその両方が可能であり、あるいはその組み合わせが可能である。

【0308】

さらに、図１８に関連して、上で提供された通信ファブリック１４０または間隔境界９４２あるいはその両方の機能または能力あるいはその両方のいずれかが、図１８に関して説明された通信ファブリック１４４０Ａもしくは１４４０Ｂまたはその両方、または間隔境界１４９２Ａもしくは１４９２Ｂまたはその両方、あるいはその両方にもそれぞれ当てはまることができるということが、理解されるであろう。

【0309】

ここで、量子プログラム・スケジュール１８００に示された１つまたは複数の特定の態様を参照すると、図１８は、間隔境界１４９２Ａ（図１８ではＩＢ Ａとも呼ばれる）および１４９２Ｂ（図１８ではＩＢ Ｂとも呼ばれる）の対、ならびに通信ファブリック１４４０Ａおよび１４４０Ｂの対の実装を含んでいる。これらの態様の各々は、単一の量子プログラムの量子プログラム・スケジュール１８００の実行に使用され得る。

【0310】

図１８に示されているように、採用された間隔境界１４９２Ａおよび１４９２Ｂは、それぞれ、本明細書では間隔境界の反復と呼ばれる複数の連続的に繰り返す共通の時点で、動作ノード１４２０Ａおよび１４２０Ｂなどの複数のノードで普遍的に実装され得る。間隔境界の反復の各隣接する対は、１つまたは複数の他の待ち時間、仲裁、または他の期間、あるいはその組み合わせのない、単一の時間間隔の境界を示すことができる。すなわち、（例えば、共通の間隔境界の反復または時点で）次の時間間隔が開始する場合に、１つの時間間隔が開始することができ、各間隔境界の各時間間隔は同じ時間の長さを有する。１つまたは複数の他の実施形態では、追加の反復またはより少ない反復が採用され得る。図１８に示されているように、間隔境界１４９２Ａは、間隔境界１４９２Ｂより長い時間間隔を有している。

【0311】

データ転送または量子タスクの動作あるいはその両方の最長の期間などに関連して、間隔境界実装コンポーネント１４１４によって、各間隔境界１４９２Ａおよび１４９２Ｂの時間の長さが決定され得る。間隔境界の反復間の最小の時間の長さとして、この最長の期間が利用され得る。実行される量子プログラムに適している場合、量子プログラム実装システム１４０２または間隔境界実装コンポーネント１４１４あるいはその両方は、最長の期間より長い間隔境界の反復間の時間の長さを採用することができる。例えば、より長い時間間隔は、量子プログラムまたは量子プログラムに含まれている１つまたは複数の量子タスクあるいはその両方を実行することの前の履歴に基づいて実行される量子プログラムに、より良く適合することができる。

【0312】

間隔境界１４９２Ａおよび１４９２Ｂは、両方とも、１８０２で共通のトリガーを有することができる。しかし、他の実施形態では、別々のトリガーが使用され得る。

【0313】

各間隔境界は、異なる通信ファブリックをサポートすることができ、ＤＡＣおよびＡＤＣなどの、異なるクロック・ドメインを管理することができる。示された構成では、通信ファブリック１４４０Ａは、間隔境界１４９２Ａ（図１８ではＩＢ Ａとも呼ばれる）を利用する。例えば、間隔境界の反復ＩＢ Ａ－１でのデータ転送１８０４および間隔境界の反復ＩＢ Ａ－４でのデータ転送１８０６を参照する。また、示された構成では、通信ファブリック１４４０Ｂは間隔境界１４９２Ｂ（図１８ではＩＢ Ｂとも呼ばれる）を利用する。例えば、データ転送１８０８および１８１０を参照する。

【0314】

図１８の例では、動作ノード１４２０Ａが量子ビットＱ［１］を制御し、動作ノード１４２０Ｂが量子ビットＱ［０］を制御する。通信ファブリック１４４０Ａまたは１４４０Ｂあるいはその両方のいずれかが、示された動作ノード１４２０Ａおよび１４２０Ｂのうちの１つまたは両方に利用され得るということが、理解されるであろう。例えば、動作ノード１４２０Ｂからのデータ転送１８０８は通信ファブリック１４４０Ｂを利用し、一方、同じ動作ノード１４２０Ｂからのデータ転送１８０６は通信ファブリック１４４０Ａを利用する。

【0315】

量子プログラム・スケジュール１８００は、量子ビットＱ［１］およびＱ［０］で動作ノード１４２０Ａおよび１４２０Ｂによってそれぞれ実行される、量子ゲート動作などの複数の量子タスクを含む。これらの量子ゲート動作のうちの１つまたは複数は、図１８に特に示されていないが、複数ゲートの動作であることができる。

【0316】

複数の通信ファブリックの使用は、量子プログラムの実行中のデータ転送をさらに効率化するという利点をもたらすことができる。例えば、１つの通信ファブリックは、別の通信ファブリックより大きい平均待ち時間を有することがある。１つの実施形態では、１つの通信ファブリックは、より大きい数のローカルなハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方の側面を有することがある。他の通信ファブリックは、より大きい数のグローバルに配置されたハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方の側面を有することがある。

【0317】

ここで図１４～１８を組み合わせて参照すると、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、開示された内容を実用的応用に統合することができる。実際、本明細書において説明されるように、システム、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせの形態をとることができる１つまたは複数の実施形態は、１つまたは複数の量子ビットに対する量子回路の改良された動作を容易にすることができるコンピュータ化されたツールと見なされ得る。一般に、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子回路を採用している量子プログラムの実行によって採用される処理能力、または生じる時間もしくはエラーまたはその両方、あるいはその組み合わせを減らすことができる。これは、特に、採用された量子ビットのデコヒーレンスに対する時間およびエラーの影響を考慮すると、コンピュータの有用な実用的応用であり、したがって、採用された量子ビットの改良された（例えば、改善されたか、または最適化されたか、あるいはその両方の）動作を容易にすることができる。これらの改良は、量子結果の精度の向上または採用された量子ビットの可用性の向上あるいはその両方を含むことができる。全体的に、そのようなコンピュータ化されたツールは、量子コンピューティングの分野における具体的な有形の技術的改善を構成することができる。

【0318】

さらに、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、開示された内容に基づいて現実世界のデバイスを制御することができる。例えば、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子ジョブ要求を入力として受信することができ、量子システムの１つまたは複数の量子ビットに対する、現実世界の物理パルスなどの１つまたは複数の物理的動作として、量子プログラムの実装を制御するための１つまたは複数のコンパイルされた通信命令を含んでいる、コンパイルされた通信ファブリックを第１の出力として生成することができる。さらに、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、１つまたは複数のコンパイルされた通信命令の実装を誘導するために、間隔境界を第２の出力として生成することができる。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、量子システムの現実世界の量子ビットに対する１つまたは複数の物理的動作の実行に応答して、１つまたは複数の量子結果を第３の出力として生成することができる。

【0319】

特にコンパイル・コンポーネントに関連しているように、１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１４０２およびコンパイル・コンポーネント１４１２を採用している非限定的システム１４００は、通信命令をコンパイルすることによって、量子プログラムの実行を改良する（例えば、改善するか、または最適化するか、あるいはその両方を行う）ことができる。したがって、量子プログラムの実行中の高速なデータ転送が容易にされ得る。すなわち、コンパイル・コンポーネント１４１２は、単一の集中点またはグローバル共有メモリあるいはその両方との間でのデータの収集および配布という、複雑であるか、または時間がかかるか、あるいはその両方である量子プログラムの実装の問題を最小限に抑えるか、または防ぐか、あるいはその両方を行うことができる。このようにして、コンパイル・コンポーネント１４１２は、データの重複する転送、または並列な転送、あるいはその両方の場合においても、そのような単一の集中点またはグローバル共有メモリあるいはその両方に伴って生じる可能性がある待ち時間を最小限に抑えるか、または防ぐか、あるいはその両方を行うためのハイブリッド古典／量子システムを容易にすることができる。これは、量子プログラムの実行前に、コンパイル・コンポーネント１４１２が１つまたは複数の通信経路、データ・パラメータ、または量子タスク・スケジュール、あるいはその組み合わせをコンパイルすることに少なくとも部分的に起因する。

【0320】

したがって、説明される主題は、コンパイル・コンポーネント１４１２を採用することによって、ハイブリッド古典／量子非限定的システム１４００によるジョブの実行速度における改善を引き起こすことができる。例えば、量子システム１４０１を採用する増大した数の量子プログラムの実行に対する高い需要が存在する場合、非限定的システム１４００（例えば、量子プログラム実装システム１４０２またはコンパイル・コンポーネント１４１２あるいはその両方を含む）の使用が、量子プログラムのスケーリングされた実行を容易にし得るという結果になることができる。すなわち、１つまたは複数の量子ビットに対して量子回路を操作するために１つまたは複数の量子タスクの実行中に生じる時間またはエラーあるいはその両方を減らすことによって、１つまたは複数の量子ビットのデコヒーレンスのより遅い発生が、量子ビットに対して追加の量子プログラムが実行されることを可能にし得る。これが次に、１つまたは複数の量子ビットを備えている量子システムによる新しい量子ビットの提供における関連する減少につながることができ、その結果、新しい量子ビットの減少した提供に少なくとも部分的に起因して、量子システムの量子プロセッサの処理能力の可用性の向上につながることができる。

【0321】

さらに、例えば、量子結果、量子ゲート命令、または量子パラメータ、あるいはその組み合わせの転送および分析を伴うサイクル間のデータ移動のインターリービングおよびスケジューリングなしで、各ハイブリッド古典／量子システム（例えば、非限定的システム１４００）の古典的リソースおよび量子リソースの両方の処理速度が、さらに改善され得る。そのため、非限定的システム１４００（例えば、量子プログラム実装システム１４０２またはコンパイル・コンポーネント１４１２あるいはその両方を含む）は、それによって、コンパイルされた通信ファブリック（例えば、コンパイルされた通信ファブリック１４４０）に従って１つまたは複数の量子タスクを実行する量子処理ユニット（例えば、量子システム１４０１の量子プロセッサ１４０５）に関連する性能の向上、効率の向上、または計算コストの減少、あるいはその組み合わせを促進することができる。

【0322】

さらに、通信ファブリック１４４０が実現されるハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方が簡略化され得る。これは、量子テストの実行を計画するというさらに複雑な課題から分離された方法で、ノード間の通信を実装するという課題が分離されて解決され得るためであり得る。ＦＰＩおよびデータ転送リストのような構成概念は、特定の量子プログラムまたは実験の実行のための通信ファブリックの実装のインターフェイスおよび要件を指定することができる。したがって、通信ファブリックの実装は、量子プログラムの実行または実験のコンパイルあるいはその両方のプロセス全体内の分離して独立したプロセスであることができ、１つまたは複数の事例では、通信の伝搬全体を改善するために、通信ファブリック以外に関連する他の実験のコンパイル・プロセスと重複することができる。

【0323】

さらに、特に間隔境界実装コンポーネント１４１４に関連しているように、１つまたは複数の実施形態では、量子プログラム実装システム１４０２および間隔境界実装コンポーネント１４１４を採用している非限定的システム１４００は、間隔境界１４４２を実装する（例えば、複数の制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方で共通に設定し、トリガーする）ことによって、量子プログラムの実行を改良する（例えば、改善するか、または最適化するか、あるいはその両方を行う）ことができる。

【0324】

１つの結果として、量子プログラムの実行中の同期されたデータ転送または量子タスクあるいはその両方の動作が容易にされ得る。すなわち、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、量子プログラムを実行している各ハイブリッド古典／量子システムの複数の制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方の間でのそのようなデータ転送または量子タスクあるいはその両方の動作の同期という、複雑であるか、または時間がかかるか、あるいはその両方である量子プログラムの実装の問題を最小限に抑えるか、または防ぐか、あるいはその両方を行うことができる。特に、間隔境界実装コンポーネント１４１４は、ハイブリッド古典／量子システムが、大きい物理的距離に及ぶか、または任意の構成で接続されたか、あるいはその両方である複数のノード（例えば、制御または動作あるいはその両方）にわたって規則的な同期点を実装することを、可能にし得る。例えば、ＣＰＵまたは制御ノードからのデータは、ＩＢのクロックを基準とするレジスタの方を向いている端点で読み込まれ、捕捉されることが可能であり、一方、内部の通信ファブリックの転送は、代わりに、はるかに高い周波数の通信ファブリックのクロックで発生することができる。

【0325】

別の結果として、間隔境界１４４２の実装によって、各量子プログラムの実行全体を通じて、複数のノードの継続的な同期が可能にされるため、同期の喪失が許容され得る。すなわち、追加の処理能力、ソフトウェア、またはハードウェア、あるいはその組み合わせが、各制御ノードまたは動作ノードあるいはその両方によって完璧な同期を維持すること以外に向けられ得る。代わりに、間隔境界の実装の一部として採用される共通の連続的に繰り返す間隔境界によって、古典的計算の可変の計算時間またはデータ転送あるいはその両方が考慮され得る。異なる動作ノードが、異なる時間に多量子ビット・ゲートを操作するために、１つまたは複数の量子パラメータなどのデータを受信することができ、さらに、多量子ビット・ゲートの動作を容易にする各動作ノードが、多量子ビット・ゲートの共通の動作のために、次の間隔境界の反復で再同期され得る。同様に、異なる制御ノードが、変化する時間に複数の動作ノードから（例えば、複数の量子ビットから）１つまたは複数の量子測定結果を受信することができ、さらに、次の間隔境界の反復で古典的計算またはデータ転送あるいはその両方を調整する（例えば、同期させる）ことができる。

【0326】

さらに別の結果として、データ転送を容易にする通信経路が、待ち時間に関して不正確であることができる。これは、パッケージまたはケーブルあるいはその両方の制約または変動あるいはその両方を有している多量子ビット・システムにおいて、固有の利点であることができる。

【0327】

間隔境界実装コンポーネント１４１４は、量子プログラムの実行中に待ち時間を最小限に抑えるために、ハイブリッド古典／量子システムがオーバーヘッドを採用しないか、またはほとんど採用しないことも可能にし得る。すなわち、データ転送、計算時間、量子ゲート動作時間、または関連する複合的な待ち時間、あるいはその組み合わせは、量子プログラムの実行中に計算されないこと、または推定されないこと、あるいはその両方が可能である。すなわち、量子プログラムの実行中に結合動作または多量子ビット動作あるいはその両方を実施するための別々のタイミングが防がれ得る。代わりに、間隔境界１４４２は、少なくとも各量子プログラムの１つまたは複数の量子タスクの初期化の前に、普遍的に設定されてトリガーされ、このようにして、各ノードで同じである複数の連続的な繰り返す間隔境界の反復を実装し、１つまたは複数の量子タスクを容易にする。

【0328】

さらに、説明された主題は、開示された間隔境界１４４２を採用することによって、関連する古典的ノード（例えば、古典的制御ノード）によって採用される処理能力における削減を引き起こすことができる。これは、少なくとも部分的に、量子プログラムの実行中にそのような別々のタイミングが計算されて実装されることが不可能であるためである。そのため、非限定的システム１４００（例えば、量子プログラム実装システム１４０２または間隔境界実装コンポーネント１４１４あるいはその両方を含む）は、それによって、非限定的システム１４００の１つまたは複数の古典的処理ユニット（ＣＰＵ）に関連する性能の向上、効率の向上、または計算コストの減少、あるいはその組み合わせを促進することができる。

【0329】

さらに、間隔境界コンポーネント１４１４は、コンパイル・コンポーネント１４１２のように、量子プログラムのスケーリングされた実行を容易にすることもできる。例えば、間隔境界コンポーネント１４１４を採用することによって、およびしたがって、１つまたは複数の量子ビットに対して量子回路を操作するために１つまたは複数の量子タスクの実行中に生じる、可変の待ち時間を減らすこと、または取り除くこと、あるいはその両方、およびしたがって、エラーを減らすことによって、１つまたは複数の量子ビットのデコヒーレンスのより遅い発生が、量子ビットに対して追加の量子プログラムが実行されることを可能にし得る。これが次に、１つまたは複数の量子ビットを備えている量子システムによる新しい量子ビットの提供における関連する減少につながることができ、その結果、新しい量子ビットの減少した提供に少なくとも部分的に起因して、量子システムの量子プロセッサの処理能力の可用性の向上につながることができる。

【0330】

ここで、図１～１８に関して上で説明された１つまたは複数の実施形態、またはそれらの実施形態の拡張もしくは変更またはその両方、あるいはその組み合わせに適用可能なことについて説明する。システムまたはデバイスあるいはその両方は、本明細書では複数のコンポーネント間の相互作用に関して説明された（またはさらに説明される）。そのようなシステムおよびコンポーネントが、それらのコンポーネントもしくはそれらの内部で指定されたサブコンポーネント、指定されたコンポーネントもしくはサブコンポーネントまたはその両方のうちの１つまたは複数、または追加のコンポーネント、あるいはその組み合わせを含むことができるということが、理解されるべきである。サブコンポーネントは、親コンポーネント内に含まれるのではなく、他のコンポーネントに通信可能に結合されたコンポーネントとして実装され得る。１つまたは複数のコンポーネントまたはサブコンポーネントあるいはその両方を、集合的機能を提供する単一のコンポーネントに結合することができる。コンポーネントは、簡潔にするために本明細書では具体的に説明されないが、当業者によって知られている１つまたは複数の他のコンポーネントと、相互作用することができる。

【0331】

本明細書において提供されたコンピュータ実装方法は、一連の動作として示されるか、または説明されるか、あるいはその両方である。主題の革新技術が、示された動作によって、または動作の順序によって、あるいはその両方によって制限されず、例えば動作が、本明細書において提示されておらず、説明されていない他の動作と共に、１つまたは複数の順序で、または同時に、あるいはその両方で発生できるということが、理解されるべきである。さらに、開示される主題に従ってコンピュータ実装方法を実施するために、示されているすべての動作が利用されなくてもよい。加えて、当業者は、コンピュータ実装方法が、代替として、状態図を介して相互に関連する一連の状態またはイベントとして表され得るということを理解するであろう。コンピュータ実装方法をコンピュータに輸送または転送するのを容易にするために、以下および本明細書全体を通じて説明されたコンピュータ実装方法を製品に格納できるということが、さらに理解されるべきである。製品という用語は、本明細書において使用されるとき、任意のコンピュータ可読デバイスまたはコンピュータ可読ストレージ媒体からアクセスできるコンピュータ・プログラムを包含するよう意図されている。

【0332】

本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態が、本質的にコンピュータ技術に密接に関係しており、ハイブリッド古典／量子コンピューティング環境の外側で実装され得ないということが、理解されるべきである。例えば、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態によって実行される１つまたは複数のプロセスは、現在のシステムまたは技術あるいはその両方と比較して、これらのデータ・パラメータをより効率的に提供することができる。これらのプロセスの実行を容易にするシステム、コンピュータ実装方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせは、量子計算の分野において非常に有用であり、コンピューティング環境の外側では、賢明な方法で同じように実行可能に実装され得ない。

【0333】

１つまたは複数の実施形態では、本明細書に記載されたプロセスのうちの１つまたは複数は、上で説明された１つまたは複数の技術に関連する定義されたタスクを実行するために、１つまたは複数の特殊なコンピュータ（例えば、特殊な処理ユニット、特殊な古典的コンピュータ、特殊な量子コンピュータ、特殊なハイブリッド古典／量子システム、または別の種類の特殊なコンピュータ、あるいはその組み合わせ）によって実行され得る。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態または実施形態のコンポーネントあるいはその両方は、前述の技術における進歩、量子コンピューティング・システム、クラウド・コンピューティング・システム、コンピュータ・アーキテクチャ、または別の技術、あるいはその組み合わせの採用によって生じる新しい問題を解決するために採用され得る。

【0334】

本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、本明細書に記載された１つまたは複数の動作も実行しながら、１つまたは複数の他の機能（例えば、完全に電源が投入されるか、完全に実行されるか、または別の、あるいはその組み合わせの機能）を実行することに向けて完全に動作可能であることができる。

【0335】

次に、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態のその他の背景を提供するために、図１９および以下の説明は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態が実装され得る適切な動作環境１９００の簡単な概要を示すよう意図されている。例えば、本明細書に記載された実施形態の１つまたは複数のコンポーネントまたは他の態様あるいはその両方は、動作環境１９００内で実装されるか、または動作環境１９００に関連付けられ得る。さらに、１つまたは複数の実施形態は、１つまたは複数のコンピュータ上で実行されることができるコンピュータ実行可能命令の一般的状況において上で説明されたが、当業者は、実施形態が、他のプログラム・モジュールと組み合わせて、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして、あるいはその両方で実装されることも可能であるということを認識するであろう。

【0336】

通常、プログラム・モジュールは、特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データ型を実装するか、あるいはその両方を行うルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造、または同様のもの、あるいはその組み合わせを含む。さらに、当業者は、本発明の方法が、シングルプロセッサ・コンピュータ・システムまたはマルチプロセッサ・コンピュータ・システム、ミニコンピュータ、メインフレーム・コンピュータ、モノのインターネット（ＩｏＴ：Internet of Things）デバイス、分散コンピューティング・システムだけでなく、パーソナル・コンピュータ、ハンドヘルド・コンピューティング・デバイス、マイクロプロセッサベースのコンシューマ・エレクトロニクスまたはプログラマブル・コンシューマ・エレクトロニクス、または同様のもの、あるいはその組み合わせを含む、他のコンピュータ・システム構成を使用して実践されることが可能であり、これらの各々が１つまたは複数の関連するデバイスに動作可能に結合され得るということを理解するであろう。

【0337】

コンピューティング・デバイスは、通常、コンピュータ可読ストレージ媒体、機械可読ストレージ媒体、または通信媒体、あるいはその組み合わせを含むことができる、さまざまな媒体を含み、本明細書では、次のように２つの用語が互いに異なって使用される。コンピュータ可読ストレージ媒体または機械可読ストレージ媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の使用可能なストレージ媒体であることができ、揮発性媒体および不揮発性媒体、取り外し可能な媒体および取り外し不可能な媒体を両方とも含む。例として、コンピュータ可読ストレージ媒体または機械可読ストレージ媒体あるいはその両方は、コンピュータ可読命令または機械可読命令あるいはその両方、プログラム・モジュール、構造化データまたは非構造化データあるいはその両方などの、情報の格納のための任意の方法または技術に関連して実装され得るが、これらに限定されない。

【0338】

コンピュータ可読ストレージ媒体は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ：random access memory）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read only memory）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：electrically erasable programmable read only memory）、フラッシュ・メモリまたは他のメモリ技術、コンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ：compact disk read only memory）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disk）、ブルーレイ・ディスク（ＢＤ：Blu-ray disc）、もしくは他の光ディスク・ストレージ、またはその組み合わせ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク・ストレージ、もしくは他の磁気ストレージ・デバイス、またはその組み合わせ、半導体ドライブもしくは他の半導体ストレージ・デバイス、または望ましい情報を格納するために使用され得る他の有形の媒体もしくは非一過性の媒体またはその両方、あるいはその組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。これに関して、本明細書における「有形」または「非一過性」という用語は、ストレージ、メモリ、またはコンピュータ可読媒体に適用されるとき、それ自体が伝搬する一過性の信号のみを修飾語句として除外し、それ自体が単に伝搬する一過性の信号ではないすべての標準的なストレージ、メモリ、またはコンピュータ可読媒体に対する権利を放棄しないと理解されるべきである。

【0339】

コンピュータ可読ストレージ媒体は、媒体によって格納された情報に関するさまざまな動作のために、例えばアクセス要求、クエリ、または他のデータ検索プロトコル、あるいはその組み合わせを介して、１つまたは複数のローカル・コンピューティング・デバイスまたはリモート・コンピューティング・デバイスによってアクセスされ得る。

【0340】

通信媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュール、あるいは他の構造化データまたは非構造化データを、変調データ信号（例えば、搬送波または他の搬送機構）などのデータ信号で具現化し、任意の情報配信または輸送媒体を含む。「変調データ信号」という用語は、１つまたは複数の信号内の情報をエンコードするような方法で設定または変更される特性のうちの１つまたは複数を有する信号のことを指す。例として、通信媒体は、有線ネットワーク、直接有線接続などの有線媒体、または音響、ＲＦ、赤外線、もしくは他のワイヤレス媒体、またはその組み合わせなどのワイヤレス媒体、あるいはその両方を含むことができるが、これらに限定されない。

【0341】

図１９を再び参照すると、本明細書に記載された態様の１つまたは複数の実施形態を実装するための例示的な動作環境１９００がコンピュータ１９０２を含んでおり、コンピュータ１９０２は、処理ユニット１９０６、システム・メモリ１９０４、またはシステム・バス１９０８、あるいはその組み合わせを含むことができる。システム・メモリ１９０４または処理ユニット１９０６の任意の態様が、非限定的システム１００、９００、または１４００、あるいはその組み合わせのメモリ１０４、９０４、もしくは１４０４、またはその組み合わせ、またはプロセッサ１０６、９０６、もしくは１４０６、またはその組み合わせ、あるいはその両方にそれぞれ適用され得るということが、理解されるであろう。システム・メモリ１９０４が、メモリ１０４、９０４、もしくは１４０４、またはその組み合わせと組み合わせて、またはこれらのメモリの代替として、あるいはその両方で、実装され得るということも理解されるであろう。同様に、処理ユニット１９０６が、プロセッサ１０６、９０６、もしくは１４０６、またはその組み合わせと組み合わせて、またはこれらのプロセッサの代替として、あるいはその両方で、実装され得るということも理解されるであろう。

【0342】

メモリ１９０４は、１つまたは複数のコンピュータまたは機械あるいはその両方が読み取ることができるか、書き込むことができるか、または実行することができるか、あるいはその組み合わせが可能であるコンポーネントまたは命令あるいはその両方を格納することができ、これらのコンポーネントまたは命令あるいはその両方は、処理ユニット１９０６（例えば、古典的プロセッサ、量子プロセッサ、または同様のプロセッサ、あるいはその組み合わせ）によって実行された場合に、実行可能なコンポーネントまたは命令あるいはその両方よって定義された動作の実行を容易にすることができる。例えば、メモリ１９０４は、コンピュータまたは機械が読み取ることができるか、書き込むことができるか、または実行することができるか、あるいはその組み合わせが可能であるコンポーネントまたは命令あるいはその両方を格納することができ、これらのコンポーネントまたは命令あるいはその両方は、処理ユニット１９０６によって実行された場合に、１つまたは複数の実施形態の１つまたは複数の図を参照して、または参照せずに本明細書において説明されたように、非限定的システム１００／１００Ｅ、９００／９００Ｅ、もしくは１４００、またはその組み合わせ、または量子プログラム実装システム１０２、９０２、もしくは１４０２、またはその組み合わせ、あるいはその両方に関連して本明細書において説明された１つまたは複数の機能の実行を容易にすることができる。

【0343】

メモリ１９０４は、１つまたは複数のメモリ・アーキテクチャを採用することができる、揮発性メモリ（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ：static RAM）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ：dynamic RAM）、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）または不揮発性メモリ（例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ：programmable ROM）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ：electrically programmable ROM）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）あるいはその両方を含むことができる。

【0344】

処理ユニット１９０６は、１つまたは複数のコンピュータまたは機械あるいはその両方が読み取ることができるか、書き込むことができるか、または実行することができるか、あるいはその組み合わせが可能である、メモリ１９０４に格納できるコンポーネントまたは命令あるいはその両方を実装できる、プロセッサまたは電子回路あるいはその両方（例えば、古典的プロセッサ、量子プロセッサ、または同様のプロセッサ、あるいはその組み合わせ）の１つまたは複数の種類を含むことができる。例えば、処理ユニット１９０６は、コンピュータまたは機械あるいはその両方が読み取ることができるか、書き込むことができるか、または実行することができるか、あるいはその組み合わせが可能であるコンポーネントまたは命令あるいはその両方によって指定され得る、論理、制御、入出力（Ｉ／Ｏ：input/output）、算術、または同様のもの、あるいはその組み合わせを含むが、これらに限定されない、１つまたは複数の動作を実行することができる。１つまたは複数の実施形態では、処理ユニット１９０６は、１つまたは複数の市販されているプロセッサのいずれかであることができる。１つまたは複数の実施形態では、処理ユニット１９０６は、１つまたは複数の中央処理装置、マルチコア・プロセッサ、マイクロプロセッサ、デュアル・マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、システム・オン・チップ（ＳＯＣ：System on a Chip）、アレイ・プロセッサ、ベクトル・プロセッサ、量子プロセッサ、または別の種類のプロセッサ、あるいはその組み合わせを含むことができる。処理ユニット１９０６の例が、本明細書に記載された任意の１つまたは複数の実施形態を実装するために採用され得る。

【0345】

システム・バス１９０８は、システム・メモリ１９０４を含むが、これに限定されないシステム・コンポーネントを、処理ユニット１９０６に結合することができる。システム・バス１９０８は、さまざまな市販されているバス・アーキテクチャのいずれかを使用するメモリ・バス（メモリ・コントローラを含むか、または含まない）、ペリフェラル・バス、またはローカル・バス、あるいはその組み合わせにさらに相互接続することができる複数の種類のバス構造のいずれかであることができる。システム・メモリ１９０４は、ＲＯＭ１９１０またはＲＡＭ１９１２あるいはその両方を含むことができる。基本入出力システム（ＢＩＯＳ：basic input/output system）は、ＲＯＭ、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、またはＥＥＰＲＯＭ、あるいはその組み合わせなどの、不揮発性メモリに格納されることが可能であり、ＢＩＯＳは、起動などの間にコンピュータ１９０２内の要素間で情報を転送するのに役立つ基本的なルーチンを含む。ＲＡＭ１９１２は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭなどの高速なＲＡＭを含むことができる。

【0346】

コンピュータ１９０２は、内部ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ：hard disk drive）１９１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）、１つまたは複数の外部ストレージ・デバイス１９１６（例えば、磁気フロッピー（Ｒ）・ディスク・ドライブ（ＦＤＤ：magnetic floppy disk drive）、メモリ・スティックまたはフラッシュ・ドライブ・リーダ、メモリ・カード・リーダ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、またはドライブ１９２０（例えば、ＣＤ－ＲＯＭディスク、ＤＶＤ、ＢＤ、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどのディスク１９２２に対して読み取りまたは書き込みを行うことができる半導体ドライブまたは光ディスク・ドライブなど）、あるいはその組み合わせを含むことができる。追加または代替あるいはその両方として、半導体ドライブが含まれている場合、ディスク１９２２は、分離していない限り含まれ得ない。内部ＨＤＤ１９１４がコンピュータ１９０２内にあるように示されているが、内部ＨＤＤ１９１４は、外部の適切な筐体（図示されていない）内で使用するように構成されることも可能である。さらに、動作環境１９００内に示されていないが、ＨＤＤ１９１４に加えて、またはＨＤＤ１９１４の代わりに、半導体ドライブ（ＳＳＤ：solid state drive）が使用され得る。ＨＤＤ１９１４、外部ストレージ・デバイス１９１６、およびドライブ１９２０は、ＨＤＤインターフェイス１９２４、外部ストレージ・インターフェイス１９２６、およびドライブ・インターフェイス１９２８によって、システム・バス１９０８にそれぞれ接続され得る。外部ドライブの実装のためのＨＤＤインターフェイス１９２４は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：Universal Serial Bus）インターフェイス技術、および電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ：Institute of Electrical and Electronics Engineers）１３９４インターフェイス技術のうちの少なくとも１つまたは両方を含むことができる。他の外部ドライブ接続技術が、本明細書に記載された実施形態の企図に含まれる。

【0347】

ドライブおよびそれらに関連するコンピュータ可読ストレージ媒体は、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令などの不揮発性ストレージを提供する。コンピュータ１９０２のドライブおよびストレージ媒体は、適切なデジタル形式での任意のデータの格納に対応する。上記のコンピュータ可読ストレージ媒体の説明は各種のストレージ・デバイスに言及しているが、コンピュータによって読み取ることができる他の種類のストレージ媒体が、現在存在しているか、もしくは将来開発されるかに関わらず、例示的な動作環境内で使用されることも可能であるということ、または任意のそのようなストレージ媒体が、本明細書に記載された方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むことができるということ、あるいはその両方が、当業者によって理解されるべきである。

【0348】

オペレーティング・システム１９３０、１つまたは複数のアプリケーション１９３２、他のプログラム・モジュール１９３４、またはプログラム・データ１９３６、あるいはその組み合わせを含む複数のプログラム・モジュールが、ドライブおよびＲＡＭ１９１２に格納され得る。オペレーティング・システム、アプリケーション、モジュール、またはデータ、あるいはその組み合わせのすべてまたは一部が、ＲＡＭ１９１２にキャッシュされることも可能である。本明細書に記載されたシステムまたは方法あるいはその両方は、１つまたは複数の市販されているオペレーティング・システム、またはオペレーティング・システムの組み合わせ、あるいはその両方を利用して実装され得る。

【0349】

コンピュータ１９０２は、任意選択的に、エミュレーション技術を含むことができる。例えば、ハイパーバイザ（図示されていない）または他の媒介が、オペレーティング・システム１９３０のハードウェア環境をエミュレートすることができ、エミュレートされるハードウェアは、任意選択的に、図１９に示されているハードウェアと異なることができる。関連する実施形態では、オペレーティング・システム１９３０が、コンピュータ１９０２でホストされた複数の仮想マシン（ＶＭ：virtual machine）のうちの１つのＶＭを含むことができる。さらに、オペレーティング・システム１９３０は、ＪＡＶＡ（Ｒ）実行時環境または．ＮＥＴフレームワークなどの実行時環境をアプリケーション１９３２に提供することができる。実行時環境は、アプリケーション１９３２が、実行時環境を含んでいる任意のオペレーティング・システム上で実行されることを可能にし得る、一貫性のある実行環境である。同様に、オペレーティング・システム１９３０はコンテナをサポートすることができ、アプリケーション１９３２はコンテナの形態であることができ、コンテナは、例えばアプリケーション用のコード、ランタイム、システム・ツール、システム・ライブラリ、または設定、あるいはその組み合わせを含んでいる、軽量なスタンドアロンの実行可能なソフトウェアのパッケージである。

【0350】

さらに、コンピュータ１９０２は、信頼できる処理モジュール（ＴＰＭ：trusted processing module）などのセキュリティ・モジュールを使用して有効化され得る。例えば、ＴＰＭを使用すると、ブート・コンポーネントは、時間的に次のブート・コンポーネントをハッシュし、保護された値とのハッシュ結果の一致を待機してから、次のブート・コンポーネントを読み込む。このプロセスは、コンピュータ１９０２のコード実行スタック内の任意の層で行われることが可能であり、例えば、アプリケーション実行レベルで、またはオペレーティング・システム（ＯＳ：operating system）カーネル・レベルで、あるいはその両方で適用され、それによって、コード実行の任意のレベルでセキュリティを有効化する。

【0351】

実体は、１つまたは複数の有線／ワイヤレス入力デバイス（例えば、キーボード１９３８、タッチ・スクリーン１９４０、またはマウス１９４２などのポインティング・デバイス、あるいはその組み合わせ）を介して、コマンドまたは情報あるいはその両方をコンピュータ１９０２に入力するか、または送信するか、あるいはその両方を行うことができる。他の入力デバイス（図示されていない）は、マイクロホン、赤外線（ＩＲ：infrared）遠隔制御、無線周波（ＲＦ：radio frequency）遠隔制御、もしくは他の遠隔制御、またはその組み合わせ、ジョイスティック、仮想現実コントローラもしくは仮想現実ヘッドセットまたはその両方、ゲーム・パッド、タッチペン、画像入力デバイス（例えば、カメラ）、ジェスチャー・センサ入力デバイス、視覚移動センサ入力デバイス、感情もしくは顔検出デバイス、生体測定入力デバイス（例えば、指紋もしくは虹彩スキャナまたはその両方）、または同様のもの、あるいはその組み合わせを含むことができる。これらおよび他の入力デバイスは、多くの場合、システム・バス１９０８に結合され得る入力デバイス・インターフェイス１９４４を介して処理ユニット１９０６に接続され得るが、パラレル・ポート、ＩＥＥＥ１３９４シリアル・ポート、ゲーム・ポート、ＵＳＢポート、ＩＲインターフェイス、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（Ｒ）インターフェイス、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、他のインターフェイスによって接続され得る。

【0352】

モニタ１９４６または他の種類のディスプレイ・デバイスが、代替または追加あるいはその両方として、ビデオ・アダプタ１９４８などのインターフェイスを介してシステム・バス１９０８に接続され得る。モニタ１９４６に加えて、コンピュータは通常、スピーカ、プリンタ、または同様のもの、あるいはその組み合わせなどの、他の周辺出力機器（図示されていない）を含む。

【0353】

コンピュータ１９０２は、有線通信またはワイヤレス通信あるいはその両方を介するリモート・コンピュータ１９５０などの１つまたは複数のリモート・コンピュータへの論理接続を使用して、ネットワーク環境内で動作することができる。リモート・コンピュータ１９５０は、ワークステーション、サーバ・コンピュータ、ルータ、パーソナル・コンピュータ、ポータブル・コンピュータ、マイクロプロセッサベースのエンターテインメント機器、ピア・デバイス、または他の一般的なネットワーク・ノード、あるいはその組み合わせであることができ、通常は、コンピュータ１９０２に関連して説明された要素のうちの多くまたはすべてを含むが、簡潔にするために、メモリ／ストレージ・デバイス１９５２のみが示されている。追加または代替あるいはその両方として、コンピュータ１９０２は、データ・ケーブル（例えば、高精細度マルチメディア・インターフェイス（ＨＤＭＩ（Ｒ）：High-Definition Multimedia Interface）、勧告基準（ＲＳ：recommended standard）２３２、イーサネット（Ｒ）・ケーブル、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）を介して、１つまたは複数の外部のシステム、ソース、またはデバイス（例えば、古典的または量子あるいはその両方のコンピューティング・デバイス、通信デバイス、または同様のデバイス、あるいはその組み合わせ）、あるいはその組み合わせに（例えば、通信可能に、電気的に、動作可能に、光学的に、または同様に、あるいはその組み合わせで）結合され得る。

【0354】

１つまたは複数の実施形態では、ネットワークは、セルラー・ネットワーク、広域ネットワーク（ＷＡＮ：wide area network）（例えば、インターネット）またはローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：local area network）を含むが、これらに限定されない、１つまたは複数の有線ネットワークまたはワイヤレス・ネットワークあるいはその両方を含むことができる。例えば、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、ワイヤレス・フィディリティ（Ｗｉ－Ｆｉ：wireless fidelity）、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ：global system for mobile communications）、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ：universal mobile telecommunications system）、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷｉＭＡＸ：worldwide interoperability for microwave access）、高速汎用パケット無線サービス（ｅｎｈａｎｃｅｄ ＧＰＲＳ：enhanced general packet radio service）、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：third generation partnership project）ロング・ターム・エボリューション（ＬＥＴ：long term evolution）、第３世代パートナーシップ・プロジェクト２（３ＧＰＰ２）ウルトラ・モバイル・ブロードバンド（ＵＭＢ：ultra mobile broadband）、高速パケット・アクセス（ＨＳＰＡ：highspeed packet access）、Ｚｉｇｂｅｅおよび他の８０２．ＸＸワイヤレス技術もしくはレガシー通信技術またはその両方、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（Ｒ）、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ：Session Initiation Protocol）、ＺＩＧＢＥＥ（Ｒ）、ＲＦ４ＣＥプロトコル、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴプロトコル、６ＬｏＷＰＡＮ（IPv6 over Low power Wireless Area Networks）、Ｚ－Ｗａｖｅ、ＡＮＴ、超広帯域（ＵＷＢ：ultra-wideband）標準プロトコル、または他の独自もしくは非独自またはその両方の通信プロトコル、あるいはその組み合わせを含むが、これらに限定されない、事実上任意の望ましい有線技術またはワイヤレス技術を使用して、１つまたは複数の外部のシステム、ソース、またはデバイス（例えば、コンピューティング・デバイス）、あるいはその組み合わせと通信することができる（かつ、その逆向きに通信することができる）。関連する例では、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態、および外部のシステム、ソース、またはデバイス（例えば、コンピューティング・デバイス、通信デバイス、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、あるいはその組み合わせの間での情報の伝達を容易にする、ハードウェア（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）、トランシーバ、デコーダ、量子ハードウェア、量子プロセッサ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、ソフトウェア（例えば、一連のスレッド、一連のプロセス、実行中のソフトウェア、量子パルス・スケジュール、量子回路、量子ゲート、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、またはハードウェアもしくはソフトウェアまたはその両方の組み合わせを含むことができる。

【0355】

図に示されている論理接続は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）１９５４またはさらに大きいネットワーク（例えば、広域ネットワーク（ＷＡＮ）１９５６）あるいはその両方との有線接続／ワイヤレス接続を含む。ＬＡＮおよびＷＡＮネットワーク環境は、事務所および会社において一般的であることができ、イントラネットなどの企業全体のコンピュータ・ネットワークを容易にし、それらはすべて、グローバル通信ネットワーク（例えば、インターネット）に接続することができる。

【0356】

コンピュータ１９０２は、ＬＡＮネットワーク環境内で使用された場合、有線またはワイヤレスあるいはその両方の通信ネットワーク・インターフェイスまたはアダプタ１９５８を介して、ローカル・ネットワーク１９５４に接続され得る。アダプタ１９５８は、ＬＡＮ１９５４との有線通信またはワイヤレス通信あるいはその両方を容易にすることができ、ＬＡＮ１９５４は、ワイヤレス・モードでアダプタ１９５８と通信するために配置されたワイヤレス・アクセス・ポイント（ＡＰ：access point）を含むこともできる。

【0357】

コンピュータ１９０２は、ＷＡＮネットワーク環境内で使用された場合、モデム１９６０を含むことができ、またはインターネットを経由するなどのＷＡＮ１９５６を経由して通信を確立するための他の手段によって、ＷＡＮ１９５６上の通信サーバに接続されることが可能であり、あるいはその両方が可能である。内部または外部あるいはその両方に存在する有線デバイスまたはワイヤレス・デバイスあるいはその両方であることができるモデム１９６０は、入力デバイス・インターフェイス１９４４を介してシステム・バス１９０８に接続され得る。ネットワーク環境内で、コンピュータ１９０２またはその一部に関連して示されたプログラム・モジュールは、リモート・メモリ／ストレージ・デバイス１９５２に格納され得る。示されているネットワーク接続が単なる例であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する１つまたは複数の他の手段が使用され得るということが、理解されるであろう。

【0358】

コンピュータ１９０２は、ＬＡＮネットワーク環境内またはＷＡＮネットワーク環境内のいずれかで使用された場合、前述したような外部ストレージ・デバイス１９１６に加えて、または外部ストレージ・デバイス１９１６の代わりに、あるいはその両方で、情報の格納または処理あるいはその両方の１つまたは複数の態様を提供するネットワーク仮想マシンなどの、ただしこれに限定されない、クラウド・ストレージ・システムまたは他のネットワークベースのストレージ・システムにアクセスすることができる。一般に、コンピュータ１９０２とクラウド・ストレージ・システムの間の接続は、例えば、それぞれアダプタ１９５８またはモデム１９６０によって、ＬＡＮ１９５４またはＷＡＮ１９５６を経由して確立され得る。コンピュータ１９０２を関連するクラウド・ストレージ・システムに接続するときに、外部ストレージ・インターフェイス１９２６は、アダプタ１９５８またはモデム１９６０あるいはその両方などを用いて、他の種類の外部ストレージと同様に、クラウド・ストレージ・システムによって提供されたストレージを管理することができる。例えば、外部ストレージ・インターフェイス１９２６は、クラウド・ストレージ・ソースがコンピュータ１９０２に物理的に接続されているかのように、クラウド・ストレージ・ソースへのアクセスを提供するように構成され得る。

【0359】

コンピュータ１９０２は、ワイヤレス通信において動作可能に配置された任意のワイヤレス・デバイスまたは実体（例えば、プリンタ、スキャナ、デスクトップ・コンピュータまたはポータブル・コンピュータあるはその両方、ポータブル・データ・アシスタント、通信衛星、電話、またはワイヤレスで検出可能なタグに関連付けられた機器のいずれかの部品もしくは位置（例えば、キオスク、新聞売店、商品棚、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、あるいはその組み合わせと通信するよう機能することができる。この通信は、ワイヤレス・フィディリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）およびＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（Ｒ）ワイヤレス技術を含むことができる。したがって、この通信は、従来のネットワークと同様に事前に定義された構造であるか、または単に、少なくとも２つのデバイス間のアドホック通信であることができる。

【0360】

本明細書に記載された実施形態例は、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによって特定のタスクが実行される、図２０に関して下で説明される分散コンピューティング環境などの、分散コンピューティング環境（例えば、クラウド・コンピューティング環境）内で実践され得る。分散コンピューティング環境において、プログラム・モジュールは、ローカルまたはリモートあるいはその両方のメモリ・ストレージ・デバイスに配置され得る。

【0361】

例えば、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態または実施形態の１つまたは複数のコンポーネントは、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って１つまたは複数の動作を実行するために、図２０を参照して、または図２１を参照して下で説明される１つまたは複数の機能的抽象レイヤ（例えば、量子ソフトウェア、または同様のもの、あるいはその両方）を参照して、あるいはその両方を参照して、下で説明されるクラウド・コンピューティング環境２０５０の１つまたは複数の計算リソースを採用することができる。例えば、クラウド・コンピューティング環境２０５０、または機能的抽象レイヤ２１６０、２１７０、２１８０、もしくは２１９０、またはその組み合わせのうちの１つまたは複数、あるいはその両方は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って１つまたは複数の動作を実行するために、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態または実施形態のコンポーネントあるいはその両方によって採用され得る、１つまたは複数の古典的コンピューティング・デバイス（例えば、古典的コンピュータ、古典的プロセッサ、仮想マシン、サーバ、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）、量子ハードウェア、または量子ソフトウェア、あるいはその組み合わせ（例えば、量子コンピューティング・デバイス、量子コンピュータ、量子プロセッサ、量子回路シミュレーション・ソフトウェア、超伝導回路、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）を含むことができる。例えば、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態または実施形態のコンポーネントあるいはその両方は、そのような１つまたは複数の古典的計算リソースまたは量子計算リソースあるいはその両方を使用して、１つまたは複数の古典的もしくは量子またはその両方の数学関数、計算、もしくは方程式、またはその組み合わせ、計算スクリプトもしくは処理スクリプトまたはその両方、アルゴリズム、モデル（例えば、人工知能（ＡＩ：artificial intelligence）モデル、機械学習（ＭＬ：machine learning）モデル、もしくは同様のモデル、またはその組み合わせ）、または本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従う他の動作、あるいはその組み合わせを実行することができる。

【0362】

本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、クラウド・コンピューティングに関する詳細な説明を含んでいるが、本明細書において示された内容の実装は、クラウド・コンピューティング環境に限定されないということが理解されるべきである。むしろ、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、現在既知であるか、または今後開発される任意の他の種類のコンピューティング環境と組み合わせて実装され得る。

【0363】

クラウド・コンピューティングは、構成可能な計算リソース（例えば、ネットワーク、ネットワーク帯域幅、サーバ、処理、メモリ、ストレージ、アプリケーション、仮想マシン、およびサービス）の共有プールへの便利なオンデマンドのネットワーク・アクセスを可能にするためのサービス提供モデルであり、管理上の手間またはサービス・プロバイダとのやりとりを最小限に抑えて、これらのリソースを迅速にプロビジョニングおよび解放することができる。このクラウド・モデルは、少なくとも５つの特徴、少なくとも３つのサービス・モデル、および少なくとも４つのデプロイメント・モデルを含むことができる。

【0364】

特徴は、次のとおりである。

【0365】

オンデマンドのセルフ・サービス：クラウドの利用者は、サーバの時間およびネットワーク・ストレージなどの計算能力を一方的に、サービス・プロバイダとの人間的なやりとりを必要とせず、必要に応じて自動的にプロビジョニングすることができる。

【0366】

幅広いネットワーク・アクセス：クラウドの能力は、ネットワークを経由して利用可能であり、標準的なメカニズムを使用してアクセスできるため、異種のシン・クライアントまたはシック・クライアント・プラットフォーム（例えば、携帯電話、ラップトップ、およびＰＤＡ）による利用を促進する。

【0367】

リソース・プール：プロバイダの計算リソースは、プールされ、マルチテナント・モデルを使用して複数の利用者に提供される。さまざまな物理的および仮想的リソースが、要求に従って動的に割り当ておよび再割り当てされる。場所に依存しないという感覚があり、利用者は通常、提供されるリソースの正確な場所に関して管理することも知ることもないが、さらに高い抽象レベルでは、場所（例えば、国、州、またはデータセンター、あるいはその組み合わせ）を指定できる。

【0368】

迅速な順応性：クラウドの能力は、迅速かつ柔軟に、１つまたは複数の事例では自動的にプロビジョニングされ、素早くスケールアウトし、迅速に解放されて素早くスケールインすることができる。プロビジョニングに使用できる能力は、利用者には、任意の量をいつでも無制限に購入できるように見えることができる。

【0369】

測定されるサービス：クラウド・システムは、計測機能を活用することによって、サービスの種類（例えば、ストレージ、処理、帯域幅、またはアクティブなユーザのアカウント、あるいはその組み合わせ）に適した１つまたは複数の抽象レベルで、リソースの使用を自動的に制御および最適化する。リソースの使用状況は、監視、制御、および報告されることが可能であり、利用されるサービスのプロバイダと利用者の両方に透明性を提供する。

【0370】

サービス・モデルは、次のとおりである。

【0371】

ＳａａＳ（Software as a Service）：利用者に提供される能力は、クラウド・インフラストラクチャ上で稼働しているアプリケーションなどの、プロバイダのアプリケーションの利用である。それらのアプリケーションは、Ｗｅｂブラウザ（例えば、Ｗｅｂベースの電子メール）などのシン・クライアント・インターフェイスを介して、さまざまなクライアント・デバイスからアクセスできる。利用者は、ネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、ストレージ、または個々のアプリケーション機能、あるいはその組み合わせを含む基盤になるクラウド・インフラストラクチャを、限定的なユーザ固有のアプリケーション構成設定を行う可能性を除き、管理することも制御することもない。

【0372】

ＰａａＳ（Platform as a Service）：利用者に提供される能力は、プロバイダによってサポートされるプログラミング言語およびツールを使用して作成された、利用者が作成または取得したアプリケーションをクラウド・インフラストラクチャにデプロイすることである。利用者は、ネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、またはストレージ、あるいはその組み合わせを含む基盤になるクラウド・インフラストラクチャを管理することも制御することもないが、デプロイされたアプリケーション、および場合によってはアプリケーション・ホスティング環境の構成を制御することができる。

【0373】

ＩａａＳ（Infrastructure as a Service）：利用者に提供される能力は、処理、ストレージ、ネットワーク、または他の基本的な計算リソース、あるいはその組み合わせのプロビジョニングであり、利用者は、オペレーティング・システムおよびアプリケーションを含むことができる任意のソフトウェアをデプロイして実行できる。利用者は、基盤になるクラウド・インフラストラクチャを管理することも制御することもないが、オペレーティング・システム、ストレージ、デプロイされたアプリケーションを制御することができ、場合によっては、選択されたネットワーク・コンポーネント（例えば、ホスト・ファイアウォール）を限定的に制御できる。

【0374】

デプロイメント・モデルは、次のとおりである。

【0375】

プライベート・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、組織のためにのみ運用される。組織またはサードパーティによって管理することができ、オンプレミスまたはオフプレミスに存在することができる。

【0376】

コミュニティ・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、複数の組織によって共有され、関心事（例えば、任務、セキュリティ要件、ポリシー、またはコンプライアンスに関する考慮事項、あるいはその組み合わせ）を共有している特定のコミュニティをサポートする。組織またはサードパーティによって管理することができ、オンプレミスまたはオフプレミスに存在することができる。

【0377】

パブリック・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、一般ユーザまたは大規模な業界団体が使用できるようになっており、クラウド・サービスを販売する組織によって所有される。

【0378】

ハイブリッド・クラウド：このクラウド・インフラストラクチャは、データとアプリケーションの移植を可能にする標準化された技術または独自の技術（例えば、クラウド間の負荷バランスを調整するためのクラウド・バースト）によって固有の実体を残したまま互いに結合された２つ以上のクラウド（プライベート、コミュニティ、またはパブリック）の複合である。

【0379】

クラウド・コンピューティング環境は、ステートレス、疎結合、モジュール性、または意味的相互運用性、あるいはその組み合わせに重点を置いたサービス指向の環境である。クラウド・コンピューティングの中心になるのは、相互接続されたノードのネットワークを含んでいるインフラストラクチャである。

【0380】

さらに、非限定的システム１００／１００Ｅ、９００／９００Ｅ、もしくは１４００、またはその組み合わせ、または例示的な動作環境１９００、あるいはその両方は、データ解析システム、データ処理システム、グラフ解析システム、グラフ処理システム、ビッグ・データ・システム、ソーシャル・ネットワーク・システム、音声認識システム、画像認識システム、グラフィカル・モデリング・システム、バイオインフォマティクス・システム、データ圧縮システム、人工知能システム、認証システム、構文パターン認識システム、医療システム、健康状態監視システム、ネットワーク・システム、コンピュータ・ネットワーク・システム、通信システム、ルータ・システム、サーバ・システム、高可用性サーバ・システム（例えば、電気通信サーバ・システム）、Ｗｅｂサーバ・システム、ファイル・サーバ・システム、データ・サーバ・システム、ディスク・アレイ・システム、電動挿入ボード・システム（powered insertion board system）、クラウドベース・システム、または同様のもの、あるいはその組み合わせに関連付けられるか、または含まれることが可能である。それに従って、非限定的システム１００／１００Ｅ、９００／９００Ｅ、もしくは１４００、またはその組み合わせ、または例示的な動作環境１９００、あるいはその両方は、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその両方を使用して、抽象的ではないか、または人間による一連の精神的活動として実行され得ないか、あるいはその両方である本質的に高度に技術的な問題を解決するために、採用され得る。

【0381】

ここで図２０に示された１つまたは複数の態様の詳細を参照すると、例示的なクラウド・コンピューティング環境２０５０が示されている。図示されているように、クラウド・コンピューティング環境２０５０は、クラウドの利用者によって使用されるローカル・コンピューティング・デバイス（例えば、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ：personal digital assistant）または携帯電話２０５４Ａ、デスクトップ・コンピュータ２０５４Ｂ、ラップトップ・コンピュータ２０５４Ｃ、または自動車コンピュータ・システム２０５４Ｎ、あるいはその組み合わせなど）が通信できる１つまたは複数のクラウド・コンピューティング・ノード２０１０を含んでいる。図２０に示されていないが、クラウド・コンピューティング・ノード２０１０は、クラウドの利用者によって使用されるローカル・コンピューティング・デバイスが通信できる量子プラットフォーム（例えば、量子コンピュータ、量子ハードウェア、量子ソフトウェア、または同様のもの、あるいはその組み合わせ）をさらに備えることができる。クラウド・コンピューティング・ノード２０１０は、互いに通信できる。ノード２０１０は、１つまたは複数のネットワーク内で、本明細書において前述されたプライベート・クラウド、コミュニティ・クラウド、またはハイブリッド・クラウド、あるいはこれらの組み合わせなどに、物理的または仮想的にグループ化され得る（図示されていない）。これによって、クラウド・コンピューティング環境２０５０は、クラウドの利用者がローカル・コンピューティング・デバイス上でリソースを維持する必要のないインフラストラクチャ、プラットフォーム、またはＳａａＳ、あるいはその組み合わせを提供できる。図２０に示されたコンピューティング・デバイス２０５４Ａ～Ｎの種類は、例示のみが意図されており、クラウド・コンピューティング・ノード２０１０およびクラウド・コンピューティング環境２０５０は、任意の種類のネットワークまたはネットワーク・アドレス可能な接続（例えば、Ｗｅｂブラウザを使用した接続）あるいはその両方を経由して任意の種類のコンピュータ制御デバイスと通信することができると理解される。

【0382】

ここで図２１に示された１つまたは複数の態様の詳細を参照すると、クラウド・コンピューティング環境２０５０（図２０）によって提供される機能的抽象レイヤのセットなどの、機能的抽象レイヤのセットが示されている。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態は、図２１を参照して下で説明される１つまたは複数の機能的抽象レイヤ（例えば、ハードウェアおよびソフトウェア・レイヤ２１６０、仮想化レイヤ２１７０、管理レイヤ２１８０、またはワークロード・レイヤ２１９０、あるいはその組み合わせ）に関連付けられ得る。図２１に示されたコンポーネント、レイヤ、または機能、あるいはその組み合わせは、例示のみが意図されており、本明細書に記載された実施形態がこれらに限定されないということが、あらかじめ理解されるべきである。図に示されているように、次のレイヤまたは対応する機能あるいはその両方が提供される。

【0383】

ハードウェアおよびソフトウェア・レイヤ２１６０は、ハードウェア・コンポーネントおよびソフトウェア・コンポーネントを含むことができる。ハードウェア・コンポーネントの例としては、メインフレーム２１６１、ＲＩＳＣ（Reduced Instruction Set Computer）アーキテクチャベースのサーバ２１６２、サーバ２１６３、ブレード・サーバ２１６４、ストレージ・デバイス２１６５、またはネットワークもしくはネットワーク・コンポーネントまたはその両方２１６６、あるいはその組み合わせが挙げられる。１つまたは複数の実施形態では、ソフトウェア・コンポーネントは、ネットワーク・アプリケーション・サーバ・ソフトウェア２１６７、量子プラットフォーム・ルーティング・ソフトウェア２１６８、または量子ソフトウェア（図２１に示されていない）、あるいはその組み合わせを含むことができる。

【0384】

仮想化レイヤ２１７０は、仮想サーバ２１７１、仮想ストレージ２１７２、仮想プライベート・ネットワークを含む仮想ネットワーク２１７３、仮想アプリケーションもしくはオペレーティング・システムまたはその両方２１７４、または仮想クライアント２１７５、あるいはその組み合わせなどの仮想的実体を提供できる抽象レイヤを備えることができる。

【0385】

一例を挙げると、管理レイヤ２１８０は、以下で説明される機能を提供することができる。リソース・プロビジョニング２１８１は、クラウド・コンピューティング環境内でタスクを実行するために利用され得る計算リソースおよび他のリソースの動的調達を行うことができる。計測および価格設定２１８２は、クラウド・コンピューティング環境内でリソースが利用される際のコスト追跡、またはそれらのリソースの利用に対する請求書もしくはインボイスまたはその両方の送付、あるいその両方を行うことができる。１つの例では、それらのリソースは、１つまたは複数のアプリケーション・ソフトウェア・ライセンスを含むことができる。セキュリティは、クラウドの利用者またはタスクあるいはその両方のＩＤ検証を行うとともに、データまたは他のリソースあるいはその両方の保護を行うことができる。ユーザ（または実体）ポータル２１８３は、クラウド・コンピューティング環境へのアクセスを利用者およびシステム管理者に提供することができる。サービス・レベル管理２１８４は、必要なサービス・レベルを満たすように、クラウドの計算リソースの割り当てまたは管理あるいはその両方を行うことができる。サービス水準合意（ＳＬＡ：Service Level Agreement）計画および実行２１８５は、今後の要求が予想されるクラウドの計算リソースの事前準備および調達を、ＳＬＡに従って行うことができる。

【0386】

ワークロード・レイヤ２１９０は、クラウド・コンピューティング環境で利用できる機能の例を示すことができる。このレイヤから提供され得るワークロードおよび機能の非限定的な例としては、マッピングおよびナビゲーション２１９１、ソフトウェア開発およびライフサイクル管理２１９２、仮想クラスルーム教育の配信２１９３、データ解析処理２１９４、トランザクション処理２１９５、またはアプリケーション変換ソフトウェア２１９６、あるいはその組み合わせが挙げられる。

【0387】

本明細書に記載された実施形態は、任意の可能な統合の技術的詳細レベルで、システム、方法、装置、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせのうちの１つまたは複数を対象にすることができる。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を含んでいるコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行デバイスによって使用するための命令を保持および格納できる有形のデバイスであることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、例えば、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁ストレージ・デバイス、または半導体ストレージ・デバイス、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせであることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読ストレージ媒体のさらに具体的な例の非網羅的リストは、ポータブル・フロッピー（Ｒ）・ディスク、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピー（Ｒ）・ディスク、または命令が記録されているパンチカードもしくは溝の中の隆起構造などの機械的にエンコードされるデバイス、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせを含むこともできる。本明細書において使用されるとき、コンピュータ可読ストレージ媒体は、電波もしくは他の自由に伝搬する電磁波またはその両方、導波管もしくは他の送信媒体を伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）またはその両方、またはワイヤを介して送信される電気信号、あるいはその組み合わせなどの，それ自体が一過性の信号であると解釈されるべきではない。

【0388】

本明細書に記載されたコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読ストレージ媒体から各コンピューティング・デバイス／処理デバイスへ、またはネットワーク（例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、またはワイヤレス・ネットワーク、あるいはその組み合わせ）を介して外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスへ、あるいはその両方へダウンロードされ得る。このネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、ワイヤレス送信、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはその組み合わせを備えることができる。各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェイスは、コンピュータ可読プログラム命令をネットワークから受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のコンピュータ可読ストレージ媒体に格納するために転送する。本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ：instruction-set-architecture）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路のための構成データ、ならびに／あるいはＳｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および／または「Ｃ」プログラミング言語および／もしくは同様のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソース・コードおよび／またはオブジェクト・コードであることができる。コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ上で全体的に実行すること、コンピュータ上でスタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして部分的に実行すること、コンピュータ上で部分的に、もしくはリモート・コンピュータ上で部分的に、またはその両方で実行すること、またはリモート・コンピュータ上もしくはサーバ上またはその両方で全体的に実行すること、あるいはその組み合わせが可能である。後者のシナリオでは、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）またはその両方を含む任意の種類のネットワークを介してコンピュータに接続されることが可能であり、または接続は、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに対して行われることが可能であり、あるいはその両方が可能である。１つまたは複数の実施形態では、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態の態様を実行するために、例えばプログラマブル・ロジック回路、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：field-programmable gate arrays）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ：programmable logic arrays）、あるいはその組み合わせを含む電子回路は、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによって、電子回路をカスタマイズするためのコンピュータ可読プログラム命令を実行することができる。

【0389】

本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態の態様は、本明細書において、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図またはブロック図あるいはその両方を参照して説明される。フローチャート図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、ならびにフローチャート図またはブロック図あるいはその両方に含まれるブロックの組み合わせが、コンピュータ可読プログラム命令によって実装され得るということが理解されるであろう。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施する手段を作り出すことができるように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置、あるいはその組み合わせのプロセッサに提供されてマシンを作り出すものであることができる。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令が格納されたコンピュータ可読ストレージ媒体がフローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作の態様を実施できる命令を含んでいる製品を含むことができるように、コンピュータ可読ストレージ媒体に格納され、コンピュータ、プログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイス、あるいはその組み合わせに特定の方式で機能するように指示できるものであることもできる。コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、または他のデバイス上、あるいはその組み合わせで実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイス、あるいはその組み合わせに読み込まれることも可能であり、それによって、一連の操作可能な動作を、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、またはコンピュータ実装プロセスを生成する他のデバイス上、あるいはその組み合わせで実行させる。

【0390】

図内のフローチャートおよびブロック図は、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態に従って、システム、コンピュータ実装可能な方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせの可能な実装のアーキテクチャ、機能、または動作、あるいはその組み合わせを示す。これに関連して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、規定された論理機能を実装するための１つまたは複数の実行可能な命令を含んでいる、命令のモジュール、セグメント、または部分、あるいはその組み合わせを表すことができる。１つまたは複数の代替の実装では、ブロックに示された機能は、図に示された順序とは異なる順序で発生することができる。例えば、連続して示された２つのブロックは、含まれている機能に応じて、実質的に同時に実行され得るか、または場合によっては逆の順序で実行され得るか、あるいはその両方であることができる。ブロック図もしくはフローチャート図またはその両方の各ブロック、またはブロック図もしくはフローチャート図またはその両方に含まれるブロックの組み合わせ、あるいはその両方は、規定された機能もしくは動作またはその両方を実行すること、または専用ハードウェアもしくはコンピュータ命令またはその両方の１つまたは複数の組み合わせを実行すること、あるいはその両方が可能である専用ハードウェアベースのシステムによって実装され得るということにも注意する。

【0391】

上記では、１つのコンピュータまたは複数のコンピュータあるいはその両方で実行されるコンピュータ・プログラム製品のコンピュータ実行可能命令との一般的な関連において、本主題が説明されたが、当業者は、本明細書における１つまたは複数の実施形態を１つまたは複数の他のプログラム・モジュールと組み合わせて実装することもできるということを認識するであろう。通常、プログラム・モジュールは、特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データ型を実装するか、あるいはその両方を行うルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造、または同様のもの、あるいはその組み合わせを含む。さらに、当業者は、本発明のコンピュータ実装方法が、シングルプロセッサ・コンピュータ・システムもしくはマルチプロセッサ・コンピュータ・システムまたはその両方、ミニコンピューティング・デバイス、メインフレーム・コンピュータに加えて、コンピュータ、ハンドヘルド・コンピューティング・デバイス（例えば、ＰＤＡ、電話）、マイクロプロセッサベースもしくはプログラム可能な家庭用電化製品もしくは産業用電子機器またはその両方、または同様のもの、あるいはその組み合わせを含む、他のコンピュータ・システム構成を使用して実践され得るということを理解するであろう。示された態様は、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理デバイスによってタスクが実行される、分散コンピューティング環境内で実践されることも可能である。しかし、本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態のすべての態様ではないとしても、１つまたは複数の態様は、スタンドアロン・コンピュータ上で実践され得る。分散コンピューティング環境において、プログラム・モジュールは、ローカルおよびリモートの両方のメモリ・ストレージ・デバイスに配置され得る。

【0392】

本出願において使用されるとき、「コンポーネント」、「システム」、「プラットフォーム」、「インターフェイス」、または同様のもの、あるいはその組み合わせの用語は、１つまたは複数の特定の機能を含むコンピュータ関連の実体または操作可能なマシンに関連する実体を指すことができるか、または含むことができるか、あるいはその両方が可能である。本明細書に記載された実体は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかであることができる。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、またはコンピュータ、あるいはその組み合わせであることができるが、これらに限定されない。例として、サーバ上で実行されるアプリケーションおよびサーバの両方が、コンポーネントであることができる。１つまたは複数のコンポーネントが、プロセス内または実行のスレッド内あるいはその両方に存在することができ、コンポーネントは、１つのコンピュータ上に局在するか、または２つ以上のコンピュータ間で分散されるか、あるいはその両方が可能である。別の例では、各コンポーネントは、さまざまなデータ構造が格納されているさまざまなコンピュータ可読媒体から実行できる。コンポーネントは、１つまたは複数のデータ・パケット（例えば、ローカル・システム内または分散システム内の別のコンポーネントと情報をやりとりするか、またはインターネットなどのネットワークを経由して、信号を介して他のシステムと情報をやりとりするか、あるいはその両方によって情報をやりとりする、１つのコンポーネントからのデータ）を含んでいる信号などに従って、ローカルまたはリモートあるいはその両方のプロセスを介して通信できる。別の例として、コンポーネントは、電気または電子回路によって操作される機械的部品によって提供される特定の機能を有する装置であることができ、プロセッサによって実行されるソフトウェア・アプリケーションまたはファームウェア・アプリケーションあるいはその両方によって操作される。そのような場合、プロセッサは、装置の内部または外部あるいはその両方に存在することができ、ソフトウェア・アプリケーションまたはファームウェア・アプリケーションあるいはその両方の少なくとも一部を実行できる。さらに別の例として、コンポーネントは、機械的部品を含まない電子コンポーネントを介して特定の機能を提供する装置であることができ、それらの電子コンポーネントは、電子コンポーネントの機能の少なくとも一部を与えるソフトウェアまたはファームウェアあるいはその両方を実行するためのプロセッサまたは他の手段あるいはその両方を含むことができる。１つの態様では、コンポーネントは、例えばクラウド・コンピューティング・システム内で、仮想マシンを介して電子コンポーネントをエミュレートすることができる。

【0393】

加えて、「または」という用語は、排他的論理和ではなく、包含的論理和を意味するよう意図されている。すなわち、特に指定されない限り、または文脈から明らかでない限り、「ＸがＡまたはＢを採用する」は、自然な包含的順列のいずれかを意味するよう意図されている。すなわち、ＸがＡを採用するか、ＸがＢを採用するか、またはＸがＡおよびＢの両方を採用する場合、「ＸがＡまたはＢを採用する」が、前述の事例のいずれかにおいて満たされる。さらに、本明細書および添付の図面において使用される冠詞「ａ」および「ａｎ」は、単数形を対象にすることが特に指定されない限り、または文脈から明らかでない限り、「１つまたは複数」を意味すると一般に解釈されるべきである。本明細書において使用されるとき、「例」または「例示的」あるいはその両方の用語は、例、事例、または実例としての役目を果たすことを意味するために使用される。誤解を避けるために、本明細書において説明された主題は、そのような例によって制限されない。加えて、「例」または「例示的」あるいはその両方として本明細書に記載された任意の態様または設計は、他の態様または設計よりも好ましいか、または有利であると必ずしも解釈されず、当業者に知られている同等の例示的な構造および技術を除外するよう意図されていない。

【0394】

本明細書において使用されるとき、「プロセッサ」という用語は、シングルコア・プロセッサ、ソフトウェアのマルチスレッド実行機能を備えるシングルプロセッサ、マルチコア・プロセッサ、ソフトウェアのマルチスレッド実行機能を備えるマルチコア・プロセッサ、ハードウェアのマルチスレッド技術を備えるマルチコア・プロセッサ、並列プラットフォーム、または分散共有メモリを備える並列プラットフォーム、あるいはその組み合わせを含むが、これらに限定されない、実質的に任意の計算処理ユニットまたはデバイスあるいはその両方を指すことができる。さらに、プロセッサは、本明細書に記載された機能を実行するように設計された、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ：programmable logic controller）、複合プログラム可能論理デバイス（ＣＰＬＤ：complex programmable logic device）、個別のゲートもしくはトランジスタ論理、または個別のハードウェア・コンポーネント、あるいはこれらの任意の組み合わせを指すことができる。さらに、プロセッサは、空間利用を最適化するため、または関連する機器の性能を改良するため、あるいはその両方のために、分子および量子ドットベースのトランジスタ、スイッチ、またはゲート、あるいはその組み合わせなどの、ただしこれらに限定されない、ナノスケール・アーキテクチャを利用することができる。プロセッサは、計算処理ユニットの組み合わせとして実装され得る。

【0395】

本明細書では、コンポーネントの動作および機能に関連する「ストア」、「ストレージ」、「データ・ストア」、「データ・ストレージ」、「データベース」、および実質的に任意の他の情報格納コンポーネントなどの用語は、「メモリ・コンポーネント」、「メモリ」内に具現化された実体、またはメモリを備えているコンポーネントを指すために使用される。本明細書に記載されたメモリまたはメモリ・コンポーネントあるいはその両方が、揮発性メモリまたは不揮発性メモリのいずれかであることができ、あるいは揮発性メモリおよび不揮発性メモリの両方を含むことができるということが、理解されるべきである。不揮発性メモリの例としては、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、または不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）（例えば、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ：ferroelectric RAM））が挙げられるが、これらに限定されない。揮発性メモリは、例えば外部キャッシュ・メモリとして機能できる、ＲＡＭを含むことができる。例えばＲＡＭは、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ：synchronous DRAM）、ダブル・データ・レートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ：double data rate SDRAM）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ：enhanced SDRAM）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ：Synchlink DRAM）、ダイレクト・ラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ：direct Rambus RAM）、ダイレクト・ラムバス・ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ：direct Rambus dynamic RAM）、またはラムバス・ダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ：Rambus dynamic RAM）、あるいはその組み合わせなどの、ただしこれらに限定されない、多くの形態で利用可能であることができる。さらに、本明細書におけるシステムまたはコンピュータ実装方法あるいはその両方の説明されたメモリ・コンポーネントは、これらまたは任意の他の適切な種類あるいはその両方のメモリを含むが、これらに限定されない、メモリを含むよう意図されている。

【0396】

前述した内容は、システムおよびコンピュータ実装方法の単なる例を含んでいる。当然ながら、１つまたは複数の実施形態を説明する目的で、コンポーネントまたはコンピュータ実装方法あるいはその両方の考えられるすべての組み合わせについて説明することは不可能であるが、当業者は、１つまたは複数の実施形態の多くのさらなる組み合わせまたは並べ替えあるいはその両方が可能であるということを認識できる。さらに、「含む」、「有する」、「所有する」などの用語が、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、付録、および図面において使用される範囲では、それらの用語は、「備えている」が特許請求における暫定的な用語として使用されるときに解釈されるような、用語「備えている」と同様の方法で、包含的であるよう意図されている。

【0397】

１つまたは複数の実施形態の説明は、例示の目的で提示されているが、網羅的であることは意図されておらず、本明細書に記載された実施形態に制限されない。説明された実施形態の範囲および思想から逸脱しない多くの変更および変形が、当業者にとって明らかであろう。本明細書で使用された用語は、実施形態の原理、実際の適用、もしくは市場で見られる技術を超える技術的改善、またはその組み合わせを最も適切に説明するため、または他の当業者が本明細書に記載された実施形態を理解できるようにするため、あるいはその両方のために選択されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータ実行可能コンポーネントを格納するメモリと、
前記メモリに格納された前記コンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサとを備えているシステムであって、前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、前記２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーする、間隔境界実装コンポーネントを含む、システム。

【請求項2】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
２つ以上の量子ビットに対する１つまたは複数の量子タスクの実行のために、前記連続的に繰り返す時点を採用する実行コンポーネントをさらに含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記連続的に繰り返す時点の２つ以上のインスタンスで、２つ以上の量子ビットに対する同時に開始される量子タスクを引き起こす実行コンポーネントをさらに含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記連続的に繰り返す時点の反復が、連続的に繰り返す同じ長さの時間間隔の境界を示す、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルするコンパイル・コンポーネントであって、コンパイルされた前記１つまたは複数の通信経路に沿って、まだ決定されていないデータが転送される、コンパイル・コンポーネントをさらに含み、
前記連続的に繰り返す時点のうちの連続的時点間の共通の時間間隔の長さが、前記１つまたは複数の通信経路に沿った最大データ伝搬時間と少なくとも同じくらいである、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記１つまたは複数の量子タスクを含んでいる量子プログラムを実行するための１つまたは複数の命令をコンパイルするコンパイル・コンポーネントをさらに含み、
前記コンパイル・コンポーネントが、前記連続的に繰り返す時点と一致しない方法で前記１つまたは複数の量子タスクのうちの少なくとも１つを実行する、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルするコンパイル・コンポーネントであって、コンパイルされた前記１つまたは複数の通信経路に沿って、まだ決定されていないデータが転送される、コンパイル・コンポーネントをさらに含み、
前記データのコンパイルされた転送または受信後の使用が、前記連続的に繰り返す時点の１つまたは複数の反復に揃えられる、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

プロセッサに動作可能に結合されたシステムによって、１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、前記システムの前記２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーすることを含む、コンピュータ実装方法。

【請求項9】

前記システムによって、２つ以上の量子ビットに対する１つまたは複数の量子タスクの実行のために、前記連続的に繰り返す時点を採用することをさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項10】

前記連続的に繰り返す時点の反復が、連続的に繰り返す同じ長さの時間間隔の境界を示す、請求項８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項11】

前記システムによって、前記連続的に繰り返す時点の２つ以上のインスタンスで、２つ以上の量子ビットに対する同時に開始される量子タスクを引き起こすことをさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項12】

前記システムによって、前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることをさらに含み、
コンパイルされた前記１つまたは複数の通信経路に沿って、データが転送され、
前記連続的に繰り返す時点のうちの連続的時点間の共通の時間間隔の長さが、前記１つまたは複数の通信経路に沿った最大データ伝搬時間と少なくとも同じくらいである、請求項８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項13】

前記システムによって、前記１つまたは複数の量子タスクを含んでいる量子プログラムを実行するための１つまたは複数の命令をコンパイルすることと、
前記システムによって、前記連続的に繰り返す時点と一致しない方法で前記１つまたは複数の量子タスクのうちの少なくとも１つを実行することとをさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項14】

前記システムによって、前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることをさらに含み、
コンパイルされた前記１つまたは複数の通信経路に沿って、データが転送され、
前記データのコンパイルされた転送または受信後の使用が、前記連続的に繰り返す時点の１つまたは複数の反復に揃えられる、請求項８に記載のコンピュータ実装方法。

【請求項15】

システムの２つ以上のノードでの量子タスクの制御を容易にするコンピュータ・プログラムであって、コンピュータに、
１つまたは複数の量子タスクの２つ以上のノードでの実行を揃えるように、前記システムの前記２つ以上のノードで連続的に繰り返す時点を共通に設定し、トリガーすることを実行させる、コンピュータ・プログラム。

【請求項16】

前記コンピュータに、
２つ以上の量子ビットに対する１つまたは複数の量子タスクの実行のために、前記連続的に繰り返す時点を採用することをさらに実行させる、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。

【請求項17】

前記コンピュータに、
前記連続的に繰り返す時点の２つ以上のインスタンスで、２つ以上の量子ビットに対する同時に開始される量子タスクを引き起こすことをさらに実行させる、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。

【請求項18】

前記連続的に繰り返す時点の反復が、連続的に繰り返す同じ長さの時間間隔の境界を示す、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。

【請求項19】

前記コンピュータに、
前記２つ以上のノード間の１つまたは複数の通信経路をコンパイルすることをさらに実行させ、
コンパイルされた前記１つまたは複数のコンパイルされた通信経路に沿って、データが転送され、
前記連続的に繰り返す時点のうちの連続的時点間の共通の時間間隔の長さが、前記１つまたは複数の通信経路に沿った最大データ伝搬時間と少なくとも同じくらいである、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。

【請求項20】

前記コンピュータに、
前記１つまたは複数の量子タスクを含んでいる量子プログラムを実行するための１つまたは複数の命令をコンパイルすることと、
前記連続的に繰り返す時点と一致しない方法で前記１つまたは複数の量子タスクのうちの少なくとも１つを実行することとをさらに実行させる、請求項１５に記載のコンピュータ・プログラム。

【国際調査報告】