TrapSIMD：面向二维陷阱离子量子机器的 SIMD 感知编译优化
量子物理
2025-04-29 v2
摘要
模块化陷阱离子（TI）架构提供了一种可扩展的量子计算（QC）平台，其本机传输行为与单指令多数据（SIMD）范式非常相似。我们提出了 FluxTrap，一个 SIMD 感知的编译框架，为 TI 系统建立了硬件软件协同设计接口。FluxTrap 引入了一种新颖的抽象，统一了 SIMD 风格指令——包括分段臂内位移 SIMD（S3）和全局联结传输 SIMD（JT-SIMD）操作——以及 SIMD 丰富的架构图，捕获关键特性，如传输同步、门区局部性和拓扑约束。它应用两个 passes——SIMD 汇聚和调度——在架构约束下协调分组离子传输和门执行。在 NISQ 基准测试中，FluxTrap 可将执行时间降低最高达 ，并显著提升保真度。它还能扩展到面向不同硬件配置的容错工作负载，为未来 TI 硬件设计提供反馈。
引用
@article{arxiv.2504.17886,
title = {TrapSIMD: SIMD-Aware Compiler Optimization for 2D Trapped-Ion Quantum Machines},
author = {Jixuan Ruan and Hezi Zhang and Xiang Fang and Ang Li and Wesley C. Campbell and Eric Hudson and David Hayes and Hartmut Haeffner and Travis Humble and Jens Palsberg and Yufei Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.17886},
year = {2025}
}