論文の概要: Optimal Qubit Mapping with Simultaneous Gate Absorption
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.06445v1
- Date: Tue, 14 Sep 2021 05:15:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-15 03:23:39.344396
- Title: Optimal Qubit Mapping with Simultaneous Gate Absorption
- Title（参考訳）: 同時ゲート吸収による最適クビットマッピング
- Authors: Bochen Tan and Jason Cong
- Abstract要約: コンパイルにおける重要なステップは、プログラム内の量子ビットを、与えられた量子コンピュータ上の物理量子ビットにマッピングすることである。
OLSQ-GAは、SWAPゲートを同時に吸収する鍵となる特徴を持つ最適量子ビットマッパーである。
OLSQ-GAは、他の最先端手法と比較して、深さを最大50.0%、SWAPカウントを100%削減する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.530683922512873
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Before quantum error correction (QEC) is achieved, quantum computers focus on
noisy intermediate-scale quantum (NISQ) applications. Compared to the
well-known quantum algorithms requiring QEC, like Shor's or Grover's algorithm,
NISQ applications have different structures and properties to exploit in
compilation. A key step in compilation is mapping the qubits in the program to
physical qubits on a given quantum computer, which has been shown to be an
NP-hard problem. In this paper, we present OLSQ-GA, an optimal qubit mapper
with a key feature of simultaneous SWAP gate absorption during qubit mapping,
which we show to be a very effective optimization technique for NISQ
applications. For the class of quantum approximate optimization algorithm
(QAOA), an important NISQ application, OLSQ-GA reduces depth by up to 50.0% and
SWAP count by 100% compared to other state-of-the-art methods, which translates
to 55.9% fidelity improvement. The solution optimality of OLSQ-GA is achieved
by the exact SMT formulation. For better scalability, we augment our approach
with additional constraints in the form of initial mapping or alternating
matching, which speeds up OLSQ-GA by up to 272X with no or little loss of
optimality.
- Abstract（参考訳）: 量子エラー補正(QEC)が達成される前、量子コンピュータはノイズの多い中間スケール量子(NISQ)アプリケーションに焦点を当てていた。
ShorのアルゴリズムやGroverのアルゴリズムのようなQECを必要とするよく知られた量子アルゴリズムと比較して、NISQアプリケーションはコンパイル時に利用する異なる構造と特性を持つ。
コンパイルにおける重要なステップは、プログラム内の量子ビットを与えられた量子コンピュータ上の物理量子ビットにマッピングすることである。
本稿では,量子ビットマッピングにおける同時スワップゲート吸収の重要な特徴を持つ最適な量子ビットマッパー olsq-ga を提案する。
重要なNISQアプリケーションである量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)のクラスでは、OLSQ-GAは、他の最先端の手法と比較して、深さを最大50.0%、SWAPカウントを100%削減する。
OLSQ-GAの解の最適性は、正確なSMT定式化によって達成される。
スケーラビリティ向上のために、我々は、OLSQ-GAを最大272倍まで高速化し、最適性を損なうことなく、初期マッピングや交互マッチングという形で、さらなる制約でアプローチを強化しています。
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