使用最少数量的 SWAP 与 H 操作将量子电路映射到 IBM QX 架构
量子物理
2023-01-11 v1
摘要
量子计算机物理实现的近期进展（首个公开可用的量子计算机——IBM 的 QX 架构——已于 2017 年推出）推动了关于自动方法的研究，以协助用户在量子计算机上运行量子电路。此处必须满足架构所施加的某些物理约束，这些约束限制了所涉及量子比特的允许相互作用。迄今为止，这一问题已通过插入 SWAP 和 H 操作来解决。然而，现有方法是否添加了最少数量的 SWAP 和 H 操作，或者如果没有，它们距离该最小值有多远——一个 NP 完全问题——仍然未知。在这项工作中，我们通过将映射任务表述为符号优化问题来解决此问题，该问题使用布尔可满足性求解器等推理引擎求解。由此，我们不仅提供了一种以最少数量的 SWAP 和 H 操作将量子电路映射到 IBM 的 QX 架构的方法，还通过实验评估表明，IBM 的启发式解决方案所添加的操作数量平均超过下界 100% 以上。所提出方法的实现可在 http://iic.jku.at/eda/research/ibm_qx_mapping 公开获取。
引用
@article{arxiv.1907.02026,
title = {Mapping Quantum Circuits to IBM QX Architectures Using the Minimal Number of SWAP and H Operations},
author = {Robert Wille and Lukas Burgholzer and Alwin Zulehner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.02026},
year = {2023}
}