硬件感知与资源优化的囚禁离子量子计算机电路封装与调度

量子云服务的快速扩张导致作业排队时间过长,这源于单租户执行模式对硬件资源的低效利用。量子多程序并行技术(QMP)通过在单一设备上并行执行多个量子电路来缓解这一问题,但现有方法仅针对连接性有限、串扰严重且门保真度较低的超导系统。囚禁离子架构凭借全互联特性、长相干时间以及高保真度的中程测量特性,为可扩展的QMP提供了更理想的平台。该研究团队提出CircPack——一个专为基于量子电荷耦合器件(QCCD)架构的模块化囚禁离子设备设计的硬件感知电路打包框架。该框架将静态电路调度建模为考虑硬件特定穿梭约束的二维装箱问题。与基于超导的QMP方案相比,CircPack实现了最高70.72%的保真度提升、62.67%的利用率提升以及32.80%的电路层数优化。该框架还能在独立QCCD模块集群上实现可扩展的均衡调度,凸显了囚禁离子系统在提升近期量子云计算吞吐量方面的潜力。
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提交arXiv: 2025-12-23 17:53

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