PCOAST：一个基于泡利矩阵的量子电路优化框架
量子物理
2023-05-25 v3
摘要
本文提出基于泡利矩阵的电路优化、分析与综合工具链（PCOAST），一个利用泡利串对易性质的量子电路优化框架。已有工作表明，将对易的 Clifford 门移过泡利旋转可在酉电路中暴露优化机会。PCOAST 通过将该技术适配于由泡利串参数化的广义制备与测量节点的混合酉与非酉电路，扩展了该方法。其结果是 PCOAST 图，它基于用户是需要保留执行电路后的量子态，还是仅需保留测量结果，实现新颖的优化。最后，该框架适配了一种高度可调的贪心综合算法，以给定门集实现 PCOAST 图。PCOAST 作为一组编译器通道实现于 Intel Quantum SDK 中。在本文中，我们针对两个领先的量子编译器 Qiskit 和 tket 评估其编译性能。我们发现，相较于 Qiskit 和 tket 各自达到的最佳性能，PCOAST 平均分别减少总门数 32.53% 和 43.33%，双量子比特门 29.22% 和 20.58%，以及电路深度 42.02% 和 51.27%。
引用
@article{arxiv.2305.10966,
title = {PCOAST: A Pauli-based Quantum Circuit Optimization Framework},
author = {Jennifer Paykin and Albert T. Schmitz and Mohannad Ibrahim and Xin-Chuan Wu and A. Y. Matsuura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.10966},
year = {2023}
}
备注
Updated references. Short version (12 pages). Extended version including proofs at arXiv:2305.10966v2