基于 CNOT 电路综合的动态量子比特路由用于量子编译
量子物理
2023-11-16 v4
摘要
许多量子计算机对局部允许的两比特操作存在约束。要在这些约束下运行量子电路，需要将量子比特映射到不同的量子寄存器，并相应地对多比特门进行路由。近期的发展表明，基于 Steiner 树的编译策略为 CNOT 路由提供了一种有竞争力的工具。然而，这些算法要求在路由前确定量子比特映射，且量子比特映射在整个计算过程中固定不变，即逻辑量子比特不会被移动到不同的物理量子比特寄存器。就所得电路的 CNOT 数量而言，这是低效的。本文提出算法 PermRowCol 用于在量子电路中路由 CNOT。它在计算过程中动态重映射逻辑量子比特，因此比 Steiner-Gauss 和 RowCol 算法产生更少的输出 CNOT。此处我们关注仅含 CNOT 的电路，但该方法可通过将量子电路切分为由 CNOT 和单比特门组成的子电路，推广到 Clifford+T 电路的路由与映射策略。此外，PermRowCol 可替代 Steiner-Gauss 用于相位多项式的综合以及从 ZX 图提取量子电路。
引用
@article{arxiv.2205.00724,
title = {Dynamic Qubit Routing with CNOT Circuit Synthesis for Quantum Compilation},
author = {Arianne Meijer-van de Griend and Sarah Meng Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00724},
year = {2023}
}
备注
In Proceedings QPL 2022, arXiv:2311.08375