論文の概要: Qubit Mapping Toward Quantum Advantage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01306v1
• Date: Tue, 4 Oct 2022 01:47:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-23 22:10:53.826190
• Title: Qubit Mapping Toward Quantum Advantage
• Title（参考訳）: 量子アドバンテージに向けた量子ビットマッピング
• Authors: Chin-Yi Cheng, Chien-Yi Yang, Ren-Chu Wang, Yi-Hsiang Kuo, Hao-Chung Cheng, Chung-Yang (Ric) Huang
• Abstract要約: 量子優位性を達成するためのスケーラビリティを備えた最初の量子ビットマッピングフレームワークを提供する。 提案手法は,量子回路ベンチマークにおける最先端の手法よりも優れていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.324958352852127
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Qubit Mapping is a pivotal stage in quantum compilation flow. Its goal is to convert logical circuits into physical circuits so that a quantum algorithm can be executed on real-world non-fully connected quantum devices. Qubit Mapping techniques nowadays still lack the key to quantum advantage, scalability. Several studies have proved that at least thousands of logical qubits are required to achieve quantum computational advantage. However, to our best knowledge, there is no previous research with the ability to solve the qubit mapping problem with the necessary number of qubits for quantum advantage in a reasonable time. In this work, we provide the first qubit mapping framework with the scalability to achieve quantum advantage while accomplishing a fairly good performance. The framework also boasts its flexibility for quantum circuits of different characteristics. Experimental results show that the proposed mapping method outperforms the state-of-the-art methods on quantum circuit benchmarks by improving over 5% of the cost complexity in one-tenth of the program running time. Moreover, we demonstrate the scalability of our method by accomplishing mapping of an 11,969-qubit Quantum Fourier Transform within five hours.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットマッピングは、量子コンパイルフローの重要な段階である。 その目標は、論理回路を物理回路に変換し、実世界の非完全接続量子デバイス上で量子アルゴリズムを実行できるようにすることである。 量子ビットマッピング技術は、現在でも量子アドバンテージ、スケーラビリティの鍵を欠いている。 いくつかの研究により、量子計算の利点を達成するために少なくとも数千の論理量子ビットが必要であることが証明されている。 しかしながら、我々の最善の知識では、量子アドバンテージに必要な量子ビット数で量子ビットマッピング問題を解決する能力を持つ以前の研究は存在しない。 本研究では,量子優位性を実現するための拡張性を備えた最初の量子ビットマッピングフレームワークを提供する。 このフレームワークは、異なる特性の量子回路にも柔軟性がある。 実験の結果,提案手法は,プログラム実行時間の10分の1でコスト複雑性の5%以上を改善することで,量子回路ベンチマークの最先端手法を上回っていることがわかった。 さらに,11,969量子量子フーリエ変換を5時間以内にマッピングすることで,本手法のスケーラビリティを示す。

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