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量子多核架构中的自适应纠缠管理

量子物理 2026-07-16 v1
作者: Rajeswari Suance P S , Anubhab Dutta , Ruchika Gupta , John Jose
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摘要

可扩展量子计算架构日益依赖于多核设计，其中量子比特分布在多个处理核心上，通过量子片上网络（NoC）互连。在此类系统中，核间通信通常通过纠缠辅助的量子隐形传态实现，因此高效的纠缠生成对性能至关重要。本文对多核量子处理器的三种纠缠管理范式进行了比较研究：反应式按需生成（ODG）、主动式连续预生成（CGP）以及自适应连续预生成方法（ACGP）。ODG仅在需要时生成纠缠，而CGP通过在后台预生成EPR对来降低平均隐形传态延迟。为改进这一点，我们提出了ACGP，它根据观测到的核间通信模式动态调整纠缠生成概率。我们使用扩展的SeQUeNCe模拟器，在基于网格的多核架构上，对真实基准电路评估了这些方法。结果表明，与ODG和CGP相比，ACGP显著降低了平均隐形传态延迟。尽管预生成因存储时间导致保真度下降，但纠缠纯化能有效恢复保真度，且对延迟影响极小。这些结果表明，自适应纠缠管理可以显著提高可扩展量子多核系统中的通信效率。

关键词

量子多核架构 纠缠管理 量子隐形传态 量子片上网络 自适应预生成 纠缠纯化

引用

@article{arxiv.2607.14592,
  title  = {Adaptive Entanglement Management in Quantum Multi-Core Architectures},
  author = {Rajeswari Suance P S and Anubhab Dutta and Ruchika Gupta and John Jose},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.14592},
  year   = {2026}
}