QuantEM:量子误差管理编译器

随着量子计算向容错架构发展,在从错误缓解到完全纠错的过渡阶段,量子错误检测(QED)已成为一种实用且可扩展的中间策略。该技术通过识别并剔除错误运行而非纠正错误,以显著降低的开销提升了系统可靠性。然而,由于需要手动插入检测子电路、分配辅助比特,以及针对特定硬件进行映射和调度,QED在任意量子电路中的实际应用仍面临挑战。该研究团队推出QuantEM编译器,这种模块化可扩展工具可自动将QED代码集成至任意量子程序。该编译器包含三大核心模块:(1)程序分析与转换模块:在QED感知环境下分析量子程序并引入检测机制与辅助量子比特;(2)错误检测代码集成模块:将增强后的电路映射至特定硬件后端;(3)后处理与资源管理模块:实现测量结果后处理及资源高效估算技术。该工具可接收高级量子电路、选定错误检测代码及目标硬件拓扑,输出优化后的可执行电路,还能根据电路结构和资源评估自动匹配合适的检测代码。QuantEM目前支持Pauli校验三明治协议和Iceberg代码框架,其设计架构可兼容未来QED方案与硬件目标。该工作通过自动化复杂QED编译流程,减轻开发者负担,实现快速代码探索,并确保检测逻辑在不同架构间的统一正确应用。
提交arXiv: 2025-09-19 01:04

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