論文の概要: Robust Qubit Mapping Algorithm via Double-Source Optimal Routing on Large Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01306v5
- Date: Sat, 3 Aug 2024 14:34:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-07 20:01:27.681388
- Title: Robust Qubit Mapping Algorithm via Double-Source Optimal Routing on Large Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 大規模量子回路上での2ソース最適ルーティングによるロバストな量子ビットマッピングアルゴリズム
- Authors: Chin-Yi Cheng, Chien-Yi Yang, Yi-Hsiang Kuo, Ren-Chu Wang, Hao-Chung Cheng, Chung-Yang Ric Huang,
- Abstract要約: Duostraは、実際のハードウェアデバイスで大規模量子回路を実装するという課題に対処するために設計されている。
ダブルキュービットゲートの最適経路を効率よく決定し、SWAPゲートを挿入することで動作する。
合理的なランタイム内で、良質な結果が得られます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.391158217994782
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Qubit Mapping is a critical aspect of implementing quantum circuits on real hardware devices. Currently, the existing algorithms for qubit mapping encounter difficulties when dealing with larger circuit sizes involving hundreds of qubits. In this paper, we introduce an innovative qubit mapping algorithm, Duostra, tailored to address the challenge of implementing large-scale quantum circuits on real hardware devices with limited connectivity. Duostra operates by efficiently determining optimal paths for double-qubit gates and inserting SWAP gates accordingly to implement the double-qubit operations on real devices. Together with two heuristic scheduling algorithms, the Limitedly-Exhausitive (LE) Search and the Shortest-Path (SP) Estimation, it yields results of good quality within a reasonable runtime, thereby striving toward achieving quantum advantage. Experimental results showcase our algorithm's superiority, especially for large circuits beyond the NISQ era. For example, on large circuits with more than 50 qubits, we can reduce the mapping cost on an average 21.75% over the virtual best results among QMAP, t|ket>, Qiskit and SABRE. Besides, for mid-size circuits such as the SABRE-large benchmark, we improve the mapping costs by 4.5%, 5.2%, 16.3%, 20.7%, and 25.7%, when compared to QMAP, TOQM, t|ket>, Qiskit, and SABRE, respectively.
- 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に量子回路を実装する上で重要な側面である。
現在、量子ビットマッピングのための既存のアルゴリズムは、数百の量子ビットを含むより大きな回路サイズを扱う際に困難に直面している。
本稿では,量子ビットマッピングアルゴリズムであるDuostraを導入し,接続性に制限のある実ハードウェアデバイスに大規模量子回路を実装するという課題に対処する。
Duostraは、ダブルキュービットゲートの最適経路を効率よく決定し、実際のデバイス上でのダブルキュービット操作を実装するためにSWAPゲートを挿入する。
2つのヒューリスティックなスケジューリングアルゴリズム、Limitedly-Exhausitive (LE) Search と Shortest-Path (SP) Estimation と組み合わせて、合理的なランタイム内で良質な結果が得られる。
実験の結果,特にNISQ時代を超える大規模回路において,アルゴリズムの優位性が示された。
例えば、50量子ビット以上の大きな回路では、QMAP、t|ket>、Qiskit、SABREの仮想ベスト値よりも平均21.75%のマッピングコストを削減できる。
さらに、SABRE-largeベンチマークのような中規模の回路では、QMAP、TOQM、t|ket>、Qiskit、SABREと比較して、マッピングコストを4.5%、5.2%、16.3%、20.7%、25.7%改善する。
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