MUSS-TI: 面向大规模纠缠模块互联囚禁离子系统的多层级穿梭调度

囚禁离子计算是实现可扩展高保真量子系统的主流架构。基于光子互连的模块化量子架构为扩展囚离子设备提供了可行路径。该设计通过纠缠模块连接多个量子电荷耦合器件(QCCD)单元,每个单元采用多功能区分区的多区域布局,从而实现更高效灵活的量子操作。然而,在这种纠缠模块链接的量子电荷耦合器件(EML-QICCD)架构中,如何实现高效可扩展的量子电路编译,仍是实用量子应用面临的核心挑战。该该工作提出了一种面向大规模囚禁离子架构的可扩展编译器,旨在降低EMetaspl-QDCID设备固有的离子穿梭开销。受到经典计算中多级存储器调度启发Buff的启发,MUSS-TI创新性地采用多层级调度策略,通过感知不同功能望去区的特性差异,显著减少系统所需的穿梭操作次数。研究表明,EML-QCCD架构特别适合执行大规模量子应用——评估显示:对于30-32量子比特的应用,穿梭操作经技操作能减少41.74%;而对于117-2产28量量子比特和256-299量子比特的应用,穿梭操作平均降幅分别达到73.38%和59.82%。。

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提交arXiv: 2025-09-30 09:22

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