HyQBench：面向混合 CV-DV 量子计算的基准套件
量子物理
2026-03-05 v1
摘要
混合连续变量（CV）-离散变量（DV）量子系统通过将 qumode 的高维编码能力与 DV 量子比特所提供的控制能力相结合，为量子计算提供了有前景的方向。近期在混合 CV-DV 量子计算方面取得了激动人心的进展，包括变分算法、误差纠正、编译器层面的优化等。然而，缺乏用于评估各种新兴硬件平台和评估混合 CV-DV 电路软件优化的标准化 CV-DV 基准套件。本文我们介绍了一个用于混合 CV-DV 电路的仿真和基准框架，采用专为建模 CV-DV 系统而设计的 Bosonic Qiskit-a 工具，以及用于功能正确性验证的 QuTip。我们构建和表征了代表性的 CV-DV 基准，包括猫态生成、GKP 态生成、CV-DV 态传输、混合量子傅里叶变换、变分量子算法、哈密顿模拟以及 Shor 算法。为评估电路复杂度和可扩展性，我们定义了特征图，分为两类：通用特征（例如量子比特/ qumode 数量、门数量）和 CV-DV 专用特征（例如 Wigner 负性、能量、截断成本）。这些指标使我们能够评估经典可模拟性和硬件资源需求。我们的结果包括一个来自真实硬件的基准测试，表明混合 CV-DV 架构不仅可行，而且适用于从优化到哈密顿模拟的广泛计算任务。该框架为系统评估和未来混合量子系统的开发奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2603.04398,
title = {HyQBench: A Benchmark Suite for Hybrid CV-DV Quantum Computing},
author = {Shubdeep Mohapatra and Yuan Liu and Eddy Z. Zhang and Huiyang Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04398},
year = {2026}
}