5、近-term量子计算中的多编程机制解析

近-term量子计算中的多编程机制解析

1. 量子多电路执行流程概述

在量子计算中，我们的方法涉及多个模块的协同工作，以实现高效的多电路执行。整体流程如下：
1.并行管理器：根据电路的“密度”指标对电路进行排序，用户也可以根据需求自定义电路的执行顺序。然后选择 K 个电路，满足 $\sum_{n = 1}^{K} n_{i} \leq N$，其中 $n_{i}$ 表示每个电路的相关参数，N 是硬件的某个限制参数。如果 K 等于 1，则所有电路独立执行；否则，将这些电路传递给硬件感知的多编程编译器。
2.硬件感知的多编程编译器：该编译器包含两个主要步骤：
- 执行量子比特分区算法，为多个电路分配可靠的分区。
- 在量子比特分区后的过程中计算保真度指标，并与并行管理器协同确定同时执行的最佳电路数量。

下面是这个流程的 mermaid 流程图：

graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(并行管理器):::process -->|选择 K 个电路| B(硬件感知的多编程编译器):::process B -->|量子比特分区算法| C(分配可靠分区):::process B -->|计算保真度指标| D(确定同时执行的电路数量):::process C -->|执行电路| E(量子硬件):::process D -->|反