编排多级魔态制作化:一种动态流水线架构
实用量子计算需要在量子比特上实现高保真度的指令执行。其中,克里福德指令相对容易实现,而非克里福德指令需借助魔法态完成——这使得魔法态蒸馏成为容错量子计算的核心环节。魔法态蒸馏工厂通过消耗大量低保真度输入态,产出数量较少但保真度更高的量子态。为实现超高保真度,通常需要将多个蒸馏工厂串联成多级流水线,这会消耗大量量子计算资源。 该研究团队通过提出创新的动态流水线架构优化了蒸馏流水线的资源利用。通过观测到魔法态消耗存在“爆发-稳态”交替模式,研究人员开发了超越现有静态架构的动态工厂调度与资源分配技术。在大规模量子应用中,动态流水线可降低16%-70%的量子比特消耗;在标准蒸馏测试中,其量子比特-时间积指标较当前最优静态架构平均减少26%-37%。这项通过显著降低核心模块资源开销的研究,为容错量子计算机的实际应用推进提供了关键加速。