Mantra：重写量子程序以最小化分区内里德堡原子阵列的原子移动
量子物理
2025-03-05 v1
摘要
分区中性原子架构通过隔离单量子比特门与双量子比特门的执行空间，实现了极高的保真度，是高精度量子系统的有力候选者。然而，将针对静态量子比特拓扑设计的程序直接应用于分区架构，可能会导致大部分执行时间被原子的区间移动所消耗。为了解决这一问题，我们引入了 Mantra（Minimizing trAp movemeNts for aTom aRray Architectures），它通过重写量子程序来减少单量子比特门与双量子比特门的交错。Mantra 包含三种策略： 喷泉型受控 Z (CZ) 链； 无单量子比特门的 ZZ 相互作用协议； 抢占式门调度。与标准执行相比，Mantra 将区间移动减少了 68%，物理门数量减少了 35%，并将电路保真度提高了 17%。
引用
@article{arxiv.2503.02272,
title = {Mantra: Rewriting Quantum Programs to Minimize Trap-Movements for Zoned Rydberg Atom Arrays},
author = {Enhyeok Jang and Youngmin Kim and Hyungseok Kim and Seungwoo Choi and Yipeng Huang and Won Woo Ro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02272},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 16 figures, to be published in The 2025 International Symposium on Code Generation and Optimization (CGO '25)