Page 492 - 《软件学报》2025年第5期

2392 软件学报 2025 年第 36 卷第 5 期

∑ 1 K ∑∑
mt_eff(q, M 1 , M 2 ,π) = ∆n local + ∆ncost(g,π)+ω· ∆ncost(g,π) (9)
K
g∈L 0 k=1 g∈L k

∆ncost(g(q i ,q j ),π) = ncost[π(q i )][π(q j )]−ncost[τ(q i )][τ(q j )] (10)
对于 QPU 间量子态路由而言, QPU 的实际容量, 即 QPU 上的可用物理量子比特总数, 同样是须重点考虑的
约束之一. 当一个 QPU 上的所有物理量子比特均被逻辑量子比特占用, 即该 QPU 的容量已满时, 为向该 QPU 传
入一个逻辑量子比特, 首先要从其中移出一个逻辑量子比特.
QPU 间量子态路由策略 CQR 如图 6 所示, 第 1 步中的候选 MT 操作集合 MTs={(q, A, B)|q 为和非局域门相
关的逻辑量子比特, A 为 q 所在的 QPU, B 为网络中和 A 相邻的 QPU}; 在第 2 步中, 根据公式 (9) 在 MTs 中选择
效应值最大的 MT(q, A, B) 操作, 若出现平局情况, 则从效应值最大的 MT 操作中随机选取一个; 第 3 和 4 步在 B
容量已满的情况下确定网络中距 B 最近的 QPU 以及之间的最短路径 path; 第 6–9 步构成的循环沿着 path 每次
将一个逻辑量子比特从当前节点 S 移动到 path 上的下一个节点 T, 其中, 第 7 步中的候选 MT 操作集合 MTo=
{(p, S, T)|p 为节点 S 上的逻辑量子比特, T 为 S 在 path 上的下一个节点}, 第 8 步根据公式 (9) 在 MTo 中选择效应
值最大的 MT 操作, 若出现平局情况, 则随机选择一个效应值最大的 MT 操作; 第 10 步将一次 CQR 调用过程中所
选的 MT 操作序列逆序返回.

CQR 开始

1. 根据非局域门,
S==C? 是
生成候选 MT
集合 MTs
否
2. 在 MTs 中选择待 6. T=S 在 path 中的
插入的 MT 操作 下一个节点
MT(q, A, B)

7. 以 S/T 为信源/宿,
B 容量已满? 否 构建量子态移出操作
候选集 MTo
是
3. 寻找距 B 最近 8. 在 MTo 中选择待
的且容量未满的 C 插入的 MT(p, S, T)

4. 确定从 B 到 C 的
9. S=T
最短路径 path

10. 将第 2 和第 7 步
5. S=B 得到的 MT 操作
序列逆序返回

CQR 结束

图 6 QPU 间量子态路由策略 CQR