QuPort：面向模块化多QPU量子系统的拓扑、端口与拥塞感知编译
量子物理
2026-05-14 v1 数学软件
摘要
模块化量子处理器需要编译器同时考虑两个资源：本地设备的连通性以及跨QPU的通信。单个联合图上的一个映射方案在模块化机器上可能是不可接受的，如果它导致跨QPU的通信量过大、将该通信量集中在少数几个互连链接上，或将大量边界量子位分配给端口较少的QPU。本文提出了QuPort——一个基于Python和Qiskit的编译框架，通过一个明确的三级模型来研究此设置：加权逻辑交互图、有向物理耦合图以及无向QPU级互连图。主要分区方法TPCCAP优化由加权割距离、通信端口溢出以及路由链路负载拥塞组成的目标函数。该框架还包括重量边聚类、平衡贪心分区、模拟退火细化、通信端口感知布局、提取远程双量子操作、每个QPU的本地-only路由以及拓扑感知调度估计。该模型是编译器层面的抽象。它不声称提供校准的硬件运行时或物理远程门协议的实现。
引用
@article{arxiv.2605.12583,
title = {QuPort: Topology-, Port-, and Congestion-Aware Compilation for Modular Multi-QPU Quantum Systems},
author = {Soumyadip Sarkar and Subhasree Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.12583},
year = {2026}
}