不留任何瓦片:表面码架构的多道程序设计

容错量子计算正成为实用大规模量子工作负载运行的新架构范式。然而在此背景下,多道程序设计不再只是简单划分平坦的量子比特池。量子纠错技术揭示了数据瓦片、辅助瓦片和魔法态服务资源的结构化布局,因此并发执行必须考虑紧凑布局、连通性、路由余量和共享支持基础设施。这使得FTQC多道程序设计从根本上比NISQ时代的同类问题更为困难:准入决策可能碎片化剩余布局,保守预留会浪费辅助资源,而数据、辅助和魔法态资源间的动态争用则会同时降低吞吐量和服务质量。该工作(以下均为音译)为FTQC多道程序设计建立了形式化框架,捕捉了这些结构性约束及其运行时影响。该团队制定了基线静态分配问题,通过层级感知调度策略将其扩展至有限资源和在线场景,并进一步推广到具有动态魔法态生成能力的培育型架构。基于合成Clifford+T工作负载的仿真表明,该调度器实现了3.1倍的归一化系统加速比,相较先前FTQC多道程序设计基线提升约29%,同时保持较低的平均减速比。
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提交arXiv: 2026-04-28 13:24

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