计算机科学 > 分布式、并行与集群计算
[提交于 2024年12月24日
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标题: 面向硬件的电路切割与连通量子系统的分布式量子比特映射
标题: Hardware-aware Circuit Cutting and Distributed Qubit Mapping for Connected Quantum Systems
摘要: 量子计算提供了无与伦比的计算能力,但面临着诸多挑战,包括有限的量子比特数量、多样的硬件拓扑结构以及动态的噪声/错误率,这些阻碍了可扩展性和可靠性。分布式量子计算,特别是芯片间的连接,通过互连多个处理器以协作执行大型电路而成为一种解决方案。尽管硬件进步,如IBM的Quantum Flamingo,专注于提高芯片间保真度,但有限的研究关注分布式系统中高效的电路切割和量子比特映射。该项目引入了DisMap,这是一种自适应的、面向硬件的芯片间分布式量子系统框架。DisMap分析量子比特的噪声和错误率,构建虚拟系统拓扑,指导电路分割和分布式量子比特映射,以最小化SWAP开销并提高保真度。该框架使用IBM Qiskit实现,并与最先进的方法进行比较,DisMap在保真度方面实现了高达20.8%的提升,并将SWAP开销最多减少了80.2%,在真实量子硬件拓扑的广泛评估中展示了其可扩展性和有效性。
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