Modular quantum processors require a compiler to reason about two resources at the same time: local device connectivity and communication across QPUs. A mapping that is acceptable on a single coupling graph may be unsuitable for a modular machine if it creates excessive cross-QPU traffic, concentrates that traffic on a small number of interconnect links, or assigns many boundary qubits to a QPU with few communication ports. This paper presents QuPort, a Python and Qiskit-based compilation framework that studies this setting through an explicit three-level model: a weighted logical interaction graph, a directed physical coupling map, and an undirected QPU-level interconnect graph. The main partitioning method, TPCCAP, optimizes the implemented objective formed by weighted cut distance, communication-port overflow, and routed link-load congestion. The framework also includes heavy-edge clustering, balanced greedy partitioning, simulated-annealing refinement, communication-port-aware layout, extraction of remote two-qubit operations, local-only routing of per-QPU circuits, and topology-aware schedule estimation. The model is a compiler-level abstraction. It does not claim a calibrated hardware runtime or an implementation of a physical remote-gate protocol.


翻译:模块化量子处理器要求编译器同时权衡两类资源:本地设备连通性及跨QPU的通信。若单耦合图上可接受的映射方案产生过多跨QPU流量、将该流量集中于少数互连链路上,或为通信端口匮乏的QPU分配过多边界量子比特,则该方案可能不适用于模块化机器。本文提出QuPort——一个基于Python与Qiskit的编译框架,通过显式三层模型(加权逻辑交互图、有向物理耦合映射图、无向QPU级互连图)研究该场景。其核心划分方法TPCCAP优化了由加权切割距离、通信端口溢出与路由链路负载拥塞所构成的目标函数。该框架还包含重边聚类、平衡贪心划分、模拟退火精炼、通信端口感知布局、远程双量子比特操作提取、单QPU电路本地路由及拓扑感知调度估计。该模型属于编译器级抽象,不涉及标定硬件运行时间或物理远程门协议的实现。

0
下载
关闭预览

相关内容

《量子云系统安全漏洞:新兴威胁综述》最新综述
专知会员服务
16+阅读 · 2025年5月2日
【牛津大学博士论文】量子自然语言处理范畴论,270页pdf
专知会员服务
21+阅读 · 2022年12月16日
【2022新书】给工程师的量子机器学习简介,204页pdf
专知会员服务
55+阅读 · 2022年5月22日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年10月12日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月12日
谷歌EfficientNet缩放模型,PyTorch实现登热榜
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2019年6月4日
超全总结:神经网络加速之量化模型 | 附带代码
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 52分钟前
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:33
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员