面向芯片间耦合器连接的模块化量子系统的硬件感知编译

随着量子处理器规模的扩大,单片架构由于量子比特密度有限、错误模式异构以及连接性受限等问题,面临着日益严峻的挑战。通过芯片间耦合器连接的模块化架构,模块化量子系统提供了一种可扩展的替代方案。然而,现有的量子编译器无法适应这种新架构。研究团队提出了CCMap,一种电路-编译器协同设计框架,通过跨模块芯片的系统级协调来增强现有量子编译器的功能。该框架利用校准数据,并引入了一种耦合器对齐且噪声感知的成本度量来评估电路编译。CCMap通过将电路划分为在单个芯片上编译的子电路,然后进行全局映射步骤以最小化总成本,从而与现有编译器集成。研究团队在IBM-Q噪声模拟器上使用真实硬件校准数据,在各种耦合器连接拓扑结构上评估了CCMap。结果表明,与最先进的基线相比,CCMap将电路保真度提高了高达21.9%,相当于30%的提升,并将编译成本降低了高达58.6%。这些发现凸显了CCMap在实现耦合器连接的模块化量子系统中可扩展、高保真执行的潜力。

量科快讯