AMARETTO：在低端 FPGA 上实现高效量子算法仿真
量子物理
2025-10-15 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
研究人员和工业界越来越被量子计算的计算潜力所吸引。然而，由于当前量子设备的局限性，验证新的量子算法具有挑战性。软件模拟器耗时且耗内存，使得硬件仿真器成为一个有吸引力的替代方案。本文介绍了 AMARETTO（quAntuM ARchitecture EmulaTion TechnOlogy），专为在低端现场可编程门阵列（FPGA）上进行量子计算仿真而设计，支持 Clifford+T 和旋转门集。它使用类精简指令集计算机（RISC）结构和稀疏量子门的高效处理，简化并加速了量子算法的验证。专用编译器将 OpenQASM 2.0 翻译为类 RISC 指令。AMARETTO 通过与 Qiskit 模拟器进行对比得到了验证。我们的结果表明，在 AMD Kria KV260 SoM 上成功仿真了十六个量子比特。这种方法在更小、更经济的 FPGA 上实现了与其他工作相媲美的仿真量子比特容量。
引用
@article{arxiv.2411.09320,
title = {AMARETTO: Enabling Efficient Quantum Algorithm Emulation on Low-Tier FPGAs},
author = {Christian Conti and Deborah Volpe and Mariagrazia Graziano and Maurizio Zamboni and Giovanna Turvani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.09320},
year = {2025}
}
备注
paper accepted at the IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems 2024 conference, 4 pages, 6 figures