Quingo：具备 NISQ 特性的异构量子-经典计算编程框架

含噪中等规模量子（NISQ）系统日益增长的控制复杂性凸显了将量子硬件与量子软件集成的必要性。在将异构量子-经典计算（HQCC）算法映射到 NISQ 硬件执行时，我们观察到量子编程语言（QPLs）中的一些不足，包括难以映射到硬件、表达力有限以及代码反直觉。此外，噪声比特需要重复进行的量子实验，其显式操作低级配置，如脉冲与操作时序。这一需求超出了大多数现有 QPLs 的范围或能力。我们总结三种执行模型以刻画现有 QPLs 的量子-经典交互。基于精炼的 HQCC 模型，我们提出 Quingo 框架以集成和管理量子-经典软件与硬件，提供对 HQCC 应用的可编程性并将其映射到 NISQ 硬件。我们提出一个匹配精炼 HQCC 模型的六阶段量子程序生命周期模型，由运行时系统实现。我们还提出 Quingo 编程语言，一种突出基于定时器的时序控制与不透明操作定义的外部领域特定语言，可用于描述量子实验。我们相信 Quingo 框架有助于厘清未来 HQCC 系统设计中的关键技术。