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Full Quantum Stack: Ket Platform
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AI
DOI：10.1007/s13538-025-01981-w.png)
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摘要
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随着量子计算硬件的持续扩展，对能够弥合高级算法开发与底层物理量子比特控制之间差距的稳健软件基础设施的需求日益关键。类比于经典计算，全栈方法对于管理复杂性、实现硬件无关编程以及系统性优化性能至关重要。本文提出了一套全面、端到端的量子软件栈，详细阐述了从用户界面代码到硬件执行各层的抽象。我们从最高层级开始，介绍了Ket量子编程平台，该平台为算法开发提供了富有表现力的、基于Python的接口。随后，我们描述了关键的分阶段编译过程，该过程通过处理门分解、量子比特映射以尊重设备连接性以及本地门翻译，将硬件无关程序转换为符合硬件要求的电路。为说明完整工作流程，我们以一个具体示例展示，为超导量子处理器编译Grover扩散算子。最后，我们通过解释如何通过校准的微波脉冲实现本地门，将编译后的电路与其物理实现相连接。这包括单量子比特和双量子比特门的校准、频率表征和测量程序，为抽象量子程序最终如何映射到量子处理器的物理控制提供了清晰的图景。通过提供完整量子栈的详细蓝图，本研究阐明了软件抽象与物理硬件之间的关键相互作用，为开发实用且高性能的量子应用建立了框架。
Keyword:
Quantum Software Stack
Quantum Compilation
High-Level Quantum Programming
Quantum Control
Quantum Hardware
Ket Platform
期刊
IF:
1.7
论文数:
225
被引数:
2.3K
机构
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