二维网格上对易门的有效电路转译

组合优化问题是许多应用的核心,但解决起来可能具有挑战性。诸如量子近似优化算法(QAOA)之类的量子方法为解决此类问题提供了新工具。然而,QAOA电路继承了目标哈密顿量的相互作用结构,当编译到连接性有限的硬件上时,通常会导致电路过深。因此,有效的转译对其实际性能至关重要。在这项工作中,我们提出了一种针对二维格点上由对易双量子比特门块组成的电路的转译方案。与基于随机初始映射和固定路由的标准方法不同,我们的方法交替进行构建问题相关的SWAP层序列和更新量子比特布局。通过使路由适应所需的相互作用,这为边数较少的图生成了显著更短的电路。我们在最大割(MC)随机正则图和最大独立集(MIS)Erd\H{o}s-R\'enyi图上的QAOA实例上对我们的方法进行了基准测试。与标准方法相比,我们将电路深度和门数量减少了约两倍,使得多达$80$个量子比特的实验成为可能,并将MC和MIS的近似比分别提高了高达$6.6\%$和$9.3\%$。