論文の概要: A SAT Encoding for Optimal Clifford Circuit Synthesis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.11713v1
- Date: Wed, 24 Aug 2022 18:00:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-29 23:49:43.282764
- Title: A SAT Encoding for Optimal Clifford Circuit Synthesis
- Title（参考訳）: 最適クリフォード回路合成のためのSAT符号化
- Authors: Sarah Schneider, Lukas Burgholzer, Robert Wille
- Abstract要約: 量子回路の重要なサブクラスであるクリフォード回路の最適合成を考える。
本稿では,タスクを満足度問題として符号化したクリフォード回路の最適合成法を提案する。
得られたツールは、最大26ドルキュービットの最適回路を合成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.610459670994051
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Executing quantum algorithms on a quantum computer requires compilation to
representations that conform to all restrictions imposed by the device. Due to
device's limited coherence times and gate fidelities, the compilation process
has to be optimized as much as possible. To this end, an algorithm's
description first has to be synthesized using the device's gate library. In
this paper, we consider the optimal synthesis of Clifford circuits -- an
important subclass of quantum circuits, with various applications. Such
techniques are essential to establish lower bounds for (heuristic) synthesis
methods and gauging their performance. Due to the huge search space, existing
optimal techniques are limited to a maximum of six qubits. The contribution of
this work is twofold: First, we propose an optimal synthesis method for
Clifford circuits based on encoding the task as a satisfiability (SAT) problem
and solving it using a SAT solver in conjunction with a binary search scheme.
The resulting tool is demonstrated to synthesize optimal circuits for up to
$26$ qubits -- more than four times as many as the current state of the art.
Second, we experimentally show that the overhead introduced by state-of-the-art
heuristics exceeds the lower bound by $27\%$ on average. The resulting tool is
publicly available at https://github.com/cda-tum/qmap.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータ上で量子アルゴリズムを実行するには、デバイスが課す全ての制限に適合する表現へのコンパイルが必要である。
デバイスのコヒーレンス時間とゲートフィディリティが限られているため、コンパイルプロセスは可能な限り最適化する必要がある。
この目的のために、まずアルゴリズムの記述をデバイスのゲートライブラリを使って合成する必要がある。
In this paper, we consider the optimal synthesis of Clifford circuits -- an important subclass of quantum circuits, with various applications. Such techniques are essential to establish lower bounds for (heuristic) synthesis methods and gauging their performance. Due to the huge search space, existing optimal techniques are limited to a maximum of six qubits. The contribution of this work is twofold: First, we propose an optimal synthesis method for Clifford circuits based on encoding the task as a satisfiability (SAT) problem and solving it using a SAT solver in conjunction with a binary search scheme. The resulting tool is demonstrated to synthesize optimal circuits for up to $26$ qubits -- more than four times as many as the current state of the art.
第2に,最先端のヒューリスティックスが導入するオーバーヘッドが平均で下限を27%下回ることを実験的に示した。
ツールはhttps://github.com/cda-tum/qmapで公開されている。
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