量子科技中心_量科网

量子计算机常被视为通过高级解释型语言和类云编排与经典基础设施松散耦合的实验性附加组件。然而未来在高性能计算（HPC）和嵌入式环境中的部署，将要求更紧密的集成以实现更低延迟、更强确定性及架构一致性，同时需尽可能通用化地实现纠错等需要量子-经典紧密交互的任务。 该研究团队提出了一种垂直集成的量子系统架构，将量子加速器与处理单元视为外围系统组件。其核心是操作系统内核级的“量子抽象层”（QAL），旨在实现量子与经典资源间的实时、低延迟、高吞吐量交互，以及鲁棒的低级量子操作调度与通用资源管理。该架构可作为量子处理器（QPU）“周边”（及量子计算机内部）低级计算组件跨模态编排的蓝图。 该工作展示了这种集成架构的初步成果，包括基于QEMU的虚拟QPU模型。通过在三类基础架构（x86_64、ARM64和RISC-V）上的功能仿真及基于FPGA的时序精确模拟，验证了该架构的有效性，从而实现对混合系统性能与量子优势场景的现实评估。该研究为面向下一代量子-经典计算协同设计的系统级方法奠定了基础。