Qurator:跨异构云提供商的混合量子-经典工作流调度系统

随着量子计算从孤立实验迈向与大规模工作流的集成,将量子设备融入高性能计算系统已引发广泛关注。量子云服务商通过先到先得队列提供共享设备,导致一个仅需3秒执行的量子电路可能需等待数分钟至一整天。量子云调度的核心挑战在于最小化这种等待开销的同时保持执行保真度,而现有方法将二者视为独立问题。本文提出架构无关的量子-经典任务调度器Qurator,可跨异构供应商联合优化队列时间和电路保真度。该研究团队将混合工作流建模为具有显式量子语义的动态有向无环图,其包含纠缠依赖、同步屏障、不可克隆约束以及电路切割与合并决策——这些特性使得经典调度技术完全失效。通过统一的对数成功率评分体系,该工作将IBM、IonQ、IQM、Rigetti、AQT和QuEra互不兼容的校准数据转换为标准化的门误差、读出保真度和退相干项。基于慕尼黑量子工具包基准测试集的真实四个月队列数据模拟表明:在5至35,000个量子任务的负载范围内,Qurator在低负载时保真度与最优基准差距不超过1%,在高负载时实现30-75%的队列时间缩减,其保真度损耗始终控制在用户指定阈值内。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-07 06:58

量科快讯