评估分布式量子计算的变分量子电路架构
扩展量子计算机(即量子处理器单元QPUs)以实现大规模量子电路的运行是一个重大挑战,尤其对于需要展现量子优势的应用而言。一种解决方案是通过量子与经典信道连接多台机器,形成集群乃至量子网络。采用这种模式,多个小型QPUs可协同执行单台设备无法独立完成的量子电路。然而,由于需要生成并维持量子纠缠,QPUs间的通信成本高昂,必须谨慎使用。 该工作评估了分布式量子计算(DQC)环境下变分量子电路的架构设计,重点分析了纠缠模式。具体而言,研究团队利用Qiskit模拟了八量子位电路的运行:该电路由四个QPUs协同执行,每个处理器配备两个计算量子位和两个通信量子位,并通过远程CX协议实现非局域CX门操作。在二元分类任务测试中,研究人员对比了不同电路架构在理想训练条件与噪声测试环境下的表现。 研究为DQC范式下的变分量子电路架构选择提供了初步数据,表明传统基准架构并非最优解,而审慎利用QPUs间纠缠的替代架构在噪声环境中表现更优。
