HAQA：面向硬件引导与保真度感知的量子比特映射优化高效策略
量子物理
2025-04-24 v1 新兴技术
摘要
量子算法依赖量子计算机实现，但现代量子处理器的物理连通性约束阻碍了量子算法的高效实现。量子比特映射是实际量子计算应用的关键技术，直接决定了算法在超导量子处理器上执行的效率与可行性。现有映射方法忽视了难以处理的量子硬件保真度特征，导致电路执行质量下降。此外，这些方法在处理大规模量子架构时表现为长时间求解或甚至无法完成，影响效率。为此，我们提出一种新颖的量子比特映射方法 HAQA。HAQA 首先引入基于社区的迭代区域识别策略，利用硬件连接拓扑实现映射空间的有效降维。该策略避免了全局搜索程序，复杂度分析表明实现了二次多项式水平的加速。此外，HAQA 实现了基于硬件特性的区域评估机制， enables 根据保真度指标对映射区域进行量化选择。该方法有效地将硬件保真度信息集成到映射过程中，实现了面向保真度的量子比特分配。实验结果表明，HAQA 在提高求解速度和保真度方面显著优于现有方法，同时确保解的质量。当应用于最先进的量子映射技术 Qsynth-v2 和 TB-OLSQ2 时，HAQA 分别实现了 632.76 倍和 286.87 倍的加速比，保真度分别提升了最高可达 52.69% 和 238.28%。
引用
@article{arxiv.2504.16468,
title = {HAQA: A Hardware-Guided and Fidelity-Aware Strategy for Efficient Qubit Mapping Optimization},
author = {Wenjie Sun and Xiaoyu Li and Lianhui Yu and Zhigang Wang and Geng Chen and Desheng Zheng and Guowu Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16468},
year = {2025}
}
备注
27 pages