量子科技中心_量科网

随着量子计算的发展，对可扩展解决方案以应对大规模计算问题的需求变得至关重要。量子超级计算机通过使多个量子处理器有效协作来解决大规模计算问题，正成为下一个前沿领域。量子超级计算机的出现需要一个高效接口来管理量子处理器之间的通信协议。本文提出量子网络处理单元（QNPU），该组件使量子应用能够突破单个量子处理器的容量限制高效扩展，成为未来量子超级计算机的关键构建模块。在该研究团队的解耦处理单元架构中，QNPU与量子处理单元（QPU）协同工作：QPU负责本地量子操作，而QNPU管理节点间量子通信。研究人员为QNPU设计了具有高级通信协议抽象功能的完整指令集架构（ISA），通过微操作管理EPR资源、量子操作和经典通信实现。为简化编程，该工作扩展OpenQASM提出DistQASM语言以支持分布式量子操作，并提出兼具标量和超标量设计的QNPU微架构，以提升通信密集型量子工作负载的性能。最终通过分布式量子工作负载测试表明，QNPU能显著提升量子节点间通信效率，为量子超级计算奠定基础。