論文の概要: A polynomial size model with implicit SWAP gate counting for exact qubit reordering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.08748v1
• Date: Fri, 18 Sep 2020 11:06:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 22:05:42.885302
• Title: A polynomial size model with implicit SWAP gate counting for exact qubit reordering
• Title（参考訳）: 厳密な量子ビット再順序付けのための暗黙的スワップゲート数付き多項式サイズモデル
• Authors: Jesse Mulderij and Karen I. Aardal and Irina Chiscop and Frank Phillipson
• Abstract要約: 量子回路設計者は、量子ビットの相互作用距離の制限によって生じる制約に従わなければならない。 線形アレイ上での最も近い近傍コンプライアンス問題について検討し、必要なSWAPゲートの個数を最小化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Due to the physics behind quantum computing, quantum circuit designers must adhere to the constraints posed by the limited interaction distance of qubits. Existing circuits need therefore to be modified via the insertion of SWAP gates, which alter the qubit order by interchanging the location of two qubits' quantum states. We consider the Nearest Neighbor Compliance problem on a linear array, where the number of required SWAP gates is to be minimized. We introduce an Integer Linear Programming model of the problem of which the size scales polynomially in the number of qubits and gates. Furthermore, we solve $131$ benchmark instances to optimality using the commercial solver CPLEX. The benchmark instances are substantially larger in comparison to those evaluated with exact methods before. The largest circuits contain up to $18$ qubits or over $100$ quantum gates. This formulation also seems to be suitable for developing heuristic methods since (near) optimal solutions are discovered quickly in the search process.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの背後にある物理学のため、量子回路設計者は量子ビットの相互作用距離が制限された制約に従わなければならない。 したがって、既存の回路はスワップゲートの挿入によって変更され、2つのキュービットの量子状態の位置を交換することでキュービットの順序を変化させる必要がある。 線形アレイ上での最も近い近傍コンプライアンス問題について検討し、必要なSWAPゲートの個数を最小化する。 本稿では,キュービット数とゲート数を多項式的にスケールする問題に対する整数線形計画モデルを提案する。 さらに,商用ソルバcplexを用いて,ベンチマークインスタンス131ドルを最適に解く。 ベンチマークのインスタンスは、以前正確なメソッドで評価されたインスタンスに比べてかなり大きい。 最大の回路には最大18ドルの量子ビットまたは100ドルの量子ゲートが含まれる。 この定式化は、探索過程において(ほぼ)最適解が素早く発見されるので、ヒューリスティックな方法の開発にも適していると考えられる。

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