量子科技中心_量科网

随着量子计算硬件的持续规模化发展，构建能够连接高层算法开发与底层物理量子比特控制的稳健软件基础设施变得愈发关键。借鉴经典计算领域的经验，采用全栈式方法对于管理复杂性、实现硬件无关编程以及系统化优化性能至关重要。该研究团队在本论文中提出了一套完整的端到端量子软件栈，详细阐述了从用户侧代码到硬件执行的各层抽象。研究工作始于最高层的Ket量子编程平台——该平台为算法开发提供了基于Python的声明式接口；随后重点描述了多阶段编译的关键流程，通过处理门分解、遵循设备连接性的量子比特映射以及原生门转换，将硬件无关程序转化为合规电路。为展示完整工作流，该团队以超导量子处理器为例，具体演示了格罗弗扩散算子的编译过程。最后，研究人员通过解释如何利用校准的微波脉冲实现原生门操作，将编译电路与其物理实现相关联，包括单/双量子比特门校准、频率表征和测量流程，清晰揭示了抽象量子程序如何最终映射为量子处理器的物理控制。通过提供完整量子软件栈的详细蓝图，该工作阐明了软件抽象层与物理硬件间的关键协同机制，为开发实用高效的量子应用建立了理论框架。