論文の概要: Dynamic Qubit Routing with CNOT Circuit Synthesis for Quantum Compilation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.00724v4
• Date: Wed, 15 Nov 2023 11:43:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-16 21:27:56.899289
• Title: Dynamic Qubit Routing with CNOT Circuit Synthesis for Quantum Compilation
• Title（参考訳）: 量子コンパイルのためのCNOT回路合成による動的量子ビットルーティング
• Authors: Arianne Meijer-van de Griend (Department of Computer Science, University of Helsinki), Sarah Meng Li (Institute for Quantum Computing, Department of Combinatorics & Optimization, University of Waterloo)
• Abstract要約: 量子回路上でCNOTをルーティングするアルゴリズムPermRowColを提案する。 計算中に論理量子ビットを動的に再マップし、その結果、Steiner-Gauss や RowCol よりも出力 CNOT が少ない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Many quantum computers have constraints regarding which two-qubit operations are locally allowed. To run a quantum circuit under those constraints, qubits need to be mapped to different quantum registers, and multi-qubit gates need to be routed accordingly. Recent developments have shown that compiling strategies based on the Steiner tree provide a competitive tool to route CNOTs. However, these algorithms require the qubit map to be decided before routing. Moreover, the qubit map is fixed throughout the computation, i.e. the logical qubit will not be moved to a different physical qubit register. This is inefficient with respect to the CNOT count of the resulting circuit. In this paper, we propose the algorithm PermRowCol for routing CNOTs in a quantum circuit. It dynamically remaps logical qubits during the computation, and thus results in fewer output CNOTs than the algorithms Steiner-Gauss and RowCol. Here we focus on circuits over CNOT only, but this method could be generalized to a routing and mapping strategy on Clifford+T circuits by slicing the quantum circuit into subcircuits composed of CNOTs and single-qubit gates. Additionally, PermRowCol can be used in place of Steiner-Gauss in the synthesis of phase polynomials as well as the extraction of quantum circuits from ZX diagrams.
• Abstract（参考訳）: 多くの量子コンピュータは、どの2ビット演算を局所的に許可するかという制約がある。 これらの制約の下で量子回路を実行するためには、量子ビットを異なる量子レジスタにマッピングする必要がある。 近年,Steiner木をベースとしたコンパイル戦略が,CNOTをルートする競合ツールとなることが示されている。 しかし、これらのアルゴリズムはルーティングの前にキュービットマップを決定する必要がある。 さらに、キュービットマップは計算全体を通して固定されるため、論理キュービットは別の物理キュービットレジスタに移動されない。 これは、結果の回路のcnotカウントに関して非効率である。 本稿では,量子回路上でcnotをルーティングするためのpermrowcolアルゴリズムを提案する。 計算中に論理量子ビットを動的に再マップし、その結果、Steiner-Gauss や RowCol よりも出力 CNOT が少ない。 ここでは、cnot 上の回路に注目するが、cnot と単一量子ビットゲートからなるサブ回路に量子回路をスライスすることで、clifford+t 回路のルーティングおよびマッピング戦略に一般化することができる。 さらに、PermRowColは、位相多項式の合成やZXダイアグラムからの量子回路の抽出において、Steiner-Gaussの代わりに使用することができる。

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