多核架构中腔介导量子态传输的设计空间探索分析方法
量子物理
2026-05-01 v1
摘要
在多核量子计算架构中，波导介导的互连对于实现位于不同芯片上的量子比特之间快速、高保真度的量子态传输至关重要。然而，优化这些系统通常依赖于计算成本高昂的数值模拟，且提供的物理洞察有限。在这项工作中，我们为通过波导耦合的双量子比特系统的态传输动力学推导出精确的解析表达式，该系统通过 Jaynes-Cummings 哈密顿量和 Lindblad 主方程建模。我们应用蒙特卡洛波函数方法，得到了量子比特占据概率的闭式解，该解同时考虑了失谐和耗散损失。与标准数值求解器相比，我们的解析框架提供了显著的计算加速，能够进行大规模参数扫描，同时在保真度和延迟预测方面保持高精度。此外，该模型揭示并解释了由内部振荡与失谐诱导包络之间的相消干涉引起的系统性低保真度区域，这些现象仅通过数值手段难以表征。最后，我们提出了一个简化的延迟模型和一个基于效率的函数，以快速识别最佳工作点。这种解析方法为多核量子处理器中互连的设计与优化提供了坚实的基础。
引用
@article{arxiv.2604.27664,
title = {An Analytical Approach to Design Space Exploration for Cavity-Mediated Quantum State Transfer in Multi-core Architectures},
author = {Biel Pons Zaragoza and Junaid Khan and Rohit Sarma Sarkar and Sahar Ben Rached and Carmen G. Almudever and Eduard Alarcon and Sergi Abadal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27664},
year = {2026}
}