PCOAST 中酉与非酉量子操作交界处的优化

基于 Pauli 的电路优化、分析与综合工具链 (PCOAST) 最近被提出作为一个优化量子电路的框架。它将量子电路转换为基于 Pauli 的图表示，并提供一组优化子程序来操纵该内部表示，以及将其重新综合回量子电路的方法。在本文中，我们关注于那些在涉及由图中节点表示的酉与非酉操作的情况下优化 PCOAST 图的子程序。这包括在制备节点存在时降低节点代价与节点数量，在制备存在时降低 Clifford 操作的代价，以及利用 Clifford 操作和测量结果的经典重映射来降低测量代价。这些例程也可以组合以放大其效果。我们使用 Intel Quantum SDK 在变分量子本征求解器 (VQE) 算法的实例上评估 PCOAST 优化子程序。这包括综合一个用于同时测量一组相互对易的 Pauli 算符的电路。我们发现对于此类测量电路，我们的方法所用的最大理论双量子比特门数量与实际所用双量子比特门数量的总体平均比值为 7.91。