NISQ 电路编译是环面上的旅行商问题
量子物理
2021-02-10 v3 数据结构与算法
新兴技术
软件工程
摘要
含噪中等规模量子(NISQ)计算机有望执行多达数百量子比特的量子电路。电路须符合 NISQ 架构关于量子比特分配与多量子比特门执行的约束。量子电路编译(QCC)接收不合规电路并输出兼容电路。经典优化方法能否用于 QCC？编译是已知的组合问题，可由两类操作求解：1) 量子比特分配，2) 门调度。我们非正式地证明这两类操作构成一个离散环。QCC 的搜索地形是一个二维离散环面，其顶点表示电路量子比特分配到 NISQ 寄存器的配置。环面边由调度电路门的代价加权。我们方法的新颖性在于利用电路门列表的环状特性：编译可从任意门开始，只要所有门均被处理且编译后电路具有正确门顺序。我们的工作在经典电路设计自动化与新兴量子电路优化领域之间弥合了理论与实践的鸿沟。
引用
@article{arxiv.1806.07241,
title = {NISQ circuit compilation is the travelling salesman problem on a torus},
author = {Alexandru Paler and Alwin Zulehner and Robert Wille},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.07241},
year = {2021}
}
备注
preprint of accepted manuscript