論文の概要: Qubit Mapping Toward Quantum Advantage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01306v2
• Date: Thu, 4 May 2023 15:24:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-05 19:39:21.424608
• 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: 非常に大きな量子回路を扱う最初のフレームワークである量子ビットマッピング手法を提案する。 提案アルゴリズムは、11,969ドルの量子フーリエ変換回路を5時間以内に完成させることができる。
• 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 an essential step in realizing quantum circuits on actual hardware devices. However, due to the high complexity of this problem, current solutions can only work on circuits in fairly small scales (i.e. $<50$ qubits). In this paper, we propose a qubit mapping methodology which, to the best of our knowledge, is the first framework to handle very large quantum circuits (i.e. thousands of qubits) towards the quantum advantage. Our novel routing algorithm, Duostra, can efficiently identify the optimal routing path for a given two-qubit gate to operate on physical qubits through swap-gate insertions, and our scheduling heuristic offers the flexibility to strike the balance in optimizing the performance and pursuing the scalability. Experimental results show that our method runs $10$ times faster than the state-of-the-art approaches, while on average can still outperform them by over $5\%$ in terms of the execution time of the quantum circuits. More specifically, our proposed algorithm can complete the qubit mapping of an $11,969$-qubit Quantum Fourier Transform circuit within five hours.
• Abstract（参考訳）: 量子マッピングは、実際のハードウェアデバイス上で量子回路を実現するための重要なステップである。 しかし、この問題の複雑さが高いため、現在の解はかなり小さなスケールの回路でしか動作できない(つまり$<50$ qubits)。 本稿では,我々の知る限り,非常に大きな量子回路(すなわち数千の量子ビット)を量子優位性に向けて扱う最初のフレームワークである量子ビットマッピング手法を提案する。 提案するルーティングアルゴリズムduostraは,スワップゲート挿入により物理キュービット上で動作させる2量子ビットゲートの最適ルーティング経路を効率的に同定でき,スケジューリングヒューリスティックは,性能の最適化とスケーラビリティの追求においてバランスを取る柔軟性を提供する。 実験の結果,提案手法は最先端の手法よりも10ドル以上高速に動作し,量子回路の実行時間では平均5.5%以上性能が向上していることがわかった。 より具体的には、提案アルゴリズムは、11,969ドルの量子フーリエ変換回路を5時間以内に完成させることができる。

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