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分布式量子计算 (DQC) 是一种可扩展的构建大规模量子计算系统的方法。以前的 DQC 编译器要么关注量子比特到量子比特的节点间门，要么关注量子比特到节点的非局部电路块，而忽略了优化由多个节点上的非局部门组成的集体通信的机会。在本文中，我们观察到，通过利用集体通信模式，我们可以大大减少实现一组非局部门所需的节点间通信量。我们提出了 QuComm，这是第一个编译器框架，它揭示和分析隐藏在分布式量子程序中的集体通信模式，并根据发现的模式在任何 DQC 架构上有效地路由节点间门，从而降低目标程序的总体通信成本。我们还首次形式化了 DQC 编译中的通信缓冲区概念。通信缓冲区利用数据量子位来存储远程纠缠，以便我们可以确保任何 DQC 架构上都有足够的通信资源来支持针对集体通信的拟议优化。实验结果表明，与最先进的基线相比，QuComm 在各种分布式量子程序和 DQC 硬件配置中平均减少了 54.9% 的节点间通信量。
QuComm：优化分布式量子计算的集体通信
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