DasAtom: 一种用于量子电路变换的分治穿梭原子方法
量子物理
2025-01-22 v2 新兴技术
摘要
中性原子（NA）量子系统正成为量子计算的主导平台，与超导电路和离子阱相比，具有更优或具竞争力的量子比特数量与门保真度。然而，NA 器件的独特特性，如长程相互作用、长相干时间以及物理移动量子比特的能力，给量子电路编译带来了独特的挑战。在本文中，我们介绍了 DasAtom，一种新颖的分治穿梭原子方法，旨在通过利用这些能力来优化 NA 器件的量子电路变换。DasAtom 将电路划分为多个子电路，每个子电路关联一个量子比特映射，使得子电路内的所有门均可直接执行。随后，该算法通过穿梭原子无缝地从一个映射转换到下一个映射，从而提高执行效率和整体保真度。对于 30 量子比特的量子傅里叶变换（QFT），DasAtom 的保真度相比基于移动的算法 Enola 提高了 414 倍，相比基于 SWAP 的算法 Tetris 提高了 10.6 倍。值得注意的是，这种改进预计将随量子比特数量呈指数增长，使 DasAtom 成为在 NA 平台上扩展量子计算极具前景的解决方案。
引用
@article{arxiv.2409.03185,
title = {DasAtom: A Divide-and-Shuttle Atom Approach to Quantum Circuit Transformation},
author = {Yunqi Huang and Dingchao Gao and Shenggang Ying and Sanjiang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.03185},
year = {2025}
}
备注
This paper is accepted by IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems