解决在异构高性能计算量子软件栈中添加脉冲级支持的挑战:MQSS Pulse

该研究工作聚焦于为异构高性能计算-量子计算(HPCQC)软件栈添加原生脉冲级控制功能,并以慕尼黑量子软件栈(MQSS)为案例展开。其目标是通过提供底层访问与控制能力(目前这类混合系统通常不具备该功能)来扩展HPCQC环境的功能。为此,需要建立新接口将脉冲级控制集成至软件栈底层,包括必要的规范化表征方案。量子脉冲程序仅需三个底层抽象即可完整描述:端口(输入/输出通道)、帧(参考信号)和波形(脉冲包络)。研究人员提出在四个关键层面表征这些脉冲抽象的挑战:用户界面层、编译器层(含中间表示IR)及后端接口层(含数据交换格式)。针对每个挑战,该团队在MQSS框架内提出了具体解决方案,包括:引入编译型(C/C++)脉冲应用程序接口(API)以规避Python运行时开销、扩展LLVM支持以纳入脉冲相关指令、利用基于C的后端接口查询硬件约束条件、设计可移植的脉冲序列交换格式。这项集成方案为HPCQC环境提供了脉冲感知编译与运行时执行的端到端路径。该工作构建的架构蓝图可在不干扰现有经典工作流的前提下,将HPCQC集成能力拓展至支持脉冲级量子操作。
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-10-30 14:55

量科快讯