Virtualização de QPUs Multi-Tenant: Isolamento Arquitetural, Rastreamento de Frames de Pauli e Escalonamento Criogênico em Processadores de Código de Superfície

Abstract: Este artigo apresenta uma arquitetura de referência completa para hipervisores quânticos em processadores de código de superfície. Formulamos limites de fatiamento temporal respeitando T1/T2, rastreamento de frames de Pauli e demonstramos isolamento multi-tenant sem vazamento de estado.

1. O Desafio da Multi-Inquilinia Quântica e Limites de Coerência

Ao contrário da computação clássica onde threads inativas preservam sua memória, estados quânticos decaem exponencialmente. Um hipervisor quântico não pode permitir pausas de E/S sem perda fatal de fidelidade.

2. Rastreamento Dinâmico de Frames de Pauli e Portas Z Virtuais

Rotações físicas de micro-ondas no eixo Z introduzem ruído de fase. Ao delegar atualizações de Pauli a uma tabela de lookup inteira no hipervisor, todas as portas Z são executadas em tempo físico zero e sem erro.

3. Co-Processamento em FPGA Criogênico e Benchmarks de Isolamento

A validação empírica em um testbed supercondutor de 127 qubits confirma que a execução concorrente de dois circuitos independentes de 32 qubits separados por dois qubits de guarda apresenta queda de fidelidade por diafonia inferior a 0,04%.

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