【摘要】《一种异构的量子计算机体系结构》是由荷兰代尔夫特理工大学的 QuTech 团队完成的，发表在2016年的 CF 会议上。这篇论文提出并设计了一种异构的量子计算机体系结构，如图4所示，QUBE 代表量子芯片，其他部分表示控制量子芯片的传统逻辑，指出未来的量子计算机将由经典的计算机和量子计算机组成。由于量子状态的相干效应会导致量子状态信息会泄露给环境，因此在量子算法的执行过程中需要量子纠错机制（QEC），而 QEC 在量子计算机上实现比在经典计算机上实现更为复杂和困难，因此需要经典部分用来进行错误修正，量子部分主要用来负责量子算法的执行和计算。本文具体贡献在于：

　　⑴首次系统的讨论了算法和量子物理层之间的功能单元。

　　⑵本文为量子计算机定义了多层系统栈。

　　⑶本文为控制逻辑和真实的实验量子设备对应的数据通路提出了一种异构的微体系结构。

　　⑷本文讨论了该体系结构如何尽可能的不依赖于量子算法的实现技术，并且定义了充分减少执行代码的规模和减少执行开销的硬件机制。

　　【点评】这篇论文首次系统的提出了一种量子计算机的异构体系结构，在该体系结构中，经典计算机充当着为量子计算机执行时产生的误差进行修正的角色。此外，这篇论文详细的讨论了该异构体系结构中的每一层对应的逻辑及功能，也设计了量子计算机整个异构体系结构的硬件电路，并且对每个硬件单元模块进行了详细的解释和说明。同时，开发具体的硬件模块和量子处理器将会是该团队的未来研究工作。

图4 异构的量子计算机微架构

　　量子计算未来

　　量子计算的研究需要各个研究团队的合作，选择不同类型的量子比特，共享研究进展，在研究中不断扩大量子位规模，从而完成最后的量子计算机。未来的量子计算很大可能混合现有的各种技术，如，用超导体量子位对算法进行运算，再用稳定的离子存储运算结果，机器或网络节点间信息的传递则使用光子。不论何种技术方法，仍需要长时间的探索，才能最终形成一个较为完备的量子计算机系统，进而能够使用其高效地解决更多复杂问题。

　　（本文由中国科学技术大学计算机学院嵌入式系统实验室的王超副教授和鲁云涛、宫磊、孙凡、张奕玮、徐冲冲等人整理汇总而成。特此感谢！）

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