通过交换门实现量子电路在硬件架构上的容错嵌入
量子物理
2024-06-26 v1
摘要
在近期量子计算设备中，qubit 之间的连通性受到架构约束的限制。具有给定连通性要求的计算电路必须嵌入物理硬件中，而该硬件具有固定的连通性。必须通过首先将相关 qubit 彼此路由，以实现远程门操作。最简单的路由策略涉及使用交换门来交换两个不可连接 qubit 所携带的信息与可连接 qubit 之间的信息。理想的交换门仅对 qubit 进行置换；然而，真实的交换门还具有导致涉及的 qubit 同时出错以及跨电路传播错误的额外可能性。因此，一般的交换方案会改变电路的错误传播特性，包括那些必要用于电路容错功能的特性。本文提出了一种简单策略，用于设计嵌入抽象电路至受约束连通性物理硬件所需的交换方案，以保持抽象电路的容错特性。当然，嵌入电路会比对原生实现的抽象电路更加嘈杂，但我们在将面积代码嵌入重型六边形和六边形晶格的示例中表明，性能下降并不严重。这为在当前硬件上实现具有容错特性的电路提供了 straightforward 的解决方案。
引用
@article{arxiv.2406.17044,
title = {Fault-tolerant embedding of quantum circuits on hardware architectures via swap gates},
author = {Shao-Hen Chiew and Ezequiel Ignacio Rodriguez Chiacchio and Vishal Sharma and Jing Hao Chai and Hui Khoon Ng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.17044},
year = {2024}
}