量子存储器层次结构：匹配量子计算中可用并行性的高效设计
量子物理
2007-05-23 v1
摘要
对最大并行性支持的假设以实现可扩展量子计算机的成功，导致了同构的“量子比特之海”架构。由此产生的架构以物理上不可接受的系统面积为代价，克服了可靠性和可扩展性的主要挑战。我们发现，通过利用量子计算机在应用和物理微架构层面的自然串行化，可以在提升性能的同时减少面积需求。特别地，我们提出了一种可扩展量子架构设计，其将系统专门化为存储器和计算区域，各自单独优化以使硬件支持匹配可用并行性。通过细致的应用与系统分析，我们发现新架构由于专门化可节省多达十三倍的面积。此外，通过为量子计算机提供存储器层次结构设计，我们可以将时间性能提升八倍。该结果使我们更接近于实现能解决有意义问题的量子处理器。
引用
@article{arxiv.quant-ph/0604070,
title = {Quantum Memory Hierarchies: Efficient Designs to Match Available Parallelism in Quantum Computing},
author = {Darshan D. Thaker and Tzvetan S. Metodi and Andrew W. Cross and Isaac L. Chuang and Frederic T. Chong},
journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0604070},
year = {2007}
}
备注
12 pages, 8 figures, To appear in the International Symposium on Computer Architecture (ISCA-33), Boston, MA, 2006