利用奇偶编织与交换网络编码优化QAOA电路转换

将具有非平凡连通性的量子近似优化算法（QAOA）电路映射到固定布局的量子平台（如基于超导体的量子处理单元，QPUs）需要进行转换以匹配给定布局上的量子电路。此步骤对于减少在噪声 QPUs 上运行时的错误率至关重要。两种改进执行此转换所需资源的方法是交换网络（SWAP network）和奇偶编织链（parity twine chains, PTC）。这些方法减少了表示完全连接电路所需的两量子门数量和深度。在本工作中，引入一种基于模拟退火的方法，以减少 PTC 和交换网络编码要求，用于非完全连接的两量子门 QAOA 电路。该方法基准测试于各种转换器，证明在超出特定连通性阈值后，显著减少两量子门数量和电路深度，超越了Qiskit转换器最高优化水平的性能。例如，对于120量子比特的QAOA实例，连通性为25%时，我们的方法实现了深度减少85%，两量子门减少28%。最后，通过在 ibm_fez 设备上对 QAOA 进行基准测试，验证了 PTC 编码的实际影响，显示在最多20量子比特的改进性能，而使用交换网络则受限于15量子比特。