可扩展多芯片量子系统中用于高效经典通信的指令导向MAC

可扩展量子计算需采用模块化多芯片架构,集成多个通过量子相干链路与经典链路互连的量子核心。经典通信子系统对协调分布式控制操作及支持量子隐形传态等协议至关重要。该工作探讨了基于无线片上网络的低温环境经典通信实现方案。传统基于令牌的介质访问控制(MAC)协议因令牌在非活跃节点间的低效轮转而产生延迟。研究人员提出指令导向令牌MAC(ID-MAC)协议,利用量子电路执行的确定性特征,在编译时预定义传输调度方案。通过将指令级信息嵌入MAC层,ID-MAC将令牌流通限制于活跃发送节点,从而提升信道利用率并降低通信延迟。仿真表明ID-MAC可减少经典通信时间达70%,整体执行时间降幅达30-70%,同时延长系统有效相干时间。这些成果表明ID-MAC是未来多芯片量子架构中具扩展性的高效MAC解决方案。

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提交arXiv: 2025-10-31 08:29

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