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Resource Management for Distributed Quantum Computing in Quantum Data Centers

delete2026-07-01
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OA
AI
Z
Zebo Yang
C
Chenliang Tian
R
Raj Jain
R
Ramana Rao Kompella
R
Reza Nejabati
M
Mounir Hamdi
A
Aiman Erbad
H
Hassan Shapourian
L
Lei Yang
DOI:10.1109/access.2026.3709173delete
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摘要

摘要

En 中文
近年来,量子计算领域的进步得益于量子比特数量和质量的双重显著提升。随着该领域的发展,通过分布式量子计算(DQC)架构互连量子系统以实现可扩展计算的兴趣日益增长。考虑在一个量子数据中心内跨多个量子处理单元(QPUs)执行的分布式量子应用,其中远程门操作需要在不同QPU之间建立纠缠。此类端到端纠缠的创建可能导致网络拥塞和资源争用。为应对这些挑战,我们提出了一种资源管理框架,旨在在满足依赖约束的同时最大化保真度保证的吞吐量。我们首先将该问题建模为混合整数线性规划(MILP)模型以提供性能基准。在此基础上,我们开发了高效的近似调度算法,其性能可与优化求解器相媲美。尽管执行时间和网络吞吐量之间存在权衡,但仿真结果表明,所提出的策略之一——加权组最少资源优先(WGLRF)——在大多数场景下都能接近求解器的性能。这些发现表明,该轻量级策略足以满足当前的DQC设置,为管理分布式量子电路中的远程门资源争用提供了一种实用解决方案,并提升了整体系统性能。
Keyword:
Distributed quantum computing
quantum data centers
quantum networks
resource management
scheduling
topology

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IEEE Access 封面图
IEEE Access
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3.6
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H
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