高效将OpenQASM 3.0动态电路转译为CUDA-Q:性能与表达优势
具有中间电路测量和经典前馈的动态量子电路,对于近期算法(如误差缓解、自适应相位估计和变分量子本征求解器VQE)至关重要。然而,由于对控制流和测量语义的支持不一致,这些程序在不同框架间的转译仍具挑战性。该团队提出一种转译流程,可将含有经典控制结构(条件语句和有界循环)的OpenQASM 3.0程序转化为优化的CUDA-Q C++内核,利用CUDA-Q原生支持的中间电路测量及宿主语言控制流,实现无需静态电路扩展的动态模式转换。该开源框架已通过IBM Quantum经典前馈指南衍生的全面测试集验证,包括条件重置、if-else分支、多比特谓词和顺序前馈,以及带有运行时参数优化的VQE风格参数化电路。实验表明,生成的CUDA-Q内核通过避免分支复制降低电路深度,借助低延迟经典反馈提升执行效率,并通过将OpenQASM 3.0控制结构直接映射到C++控制流增强代码可读性,从而将OpenQASM 3.0的可移植电路规范与CUDA-Q面向性能的执行模型相衔接,适用于需要动态电路能力的NISQ时代应用。

