論文の概要: Single-Qubit Gates Matter for Optimising Quantum Circuit Depth in Qubit Mapping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.00876v1
• Date: Tue, 1 Aug 2023 23:16:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-03 14:20:18.927750
• Title: Single-Qubit Gates Matter for Optimising Quantum Circuit Depth in Qubit Mapping
• Title（参考訳）: 量子回路深度最適化のための単一量子ビットゲート問題
• Authors: Sanjiang Li, Ky Dan Nguyen, Zachary Clare, Yuan Feng
• Abstract要約: 本稿では,単一ビットゲートが回路深さに与える影響を考慮し,簡便かつ効率的な手法を提案する。 本手法は,回路深度を最適化する既存のQCTアルゴリズムと組み合わせることができる。 SABREに埋め込み,回路深度を50%, 平均27%まで低減できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.680722019621822
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum circuit transformation (QCT, a.k.a. qubit mapping) is a critical step in quantum circuit compilation. Typically, QCT is achieved by finding an appropriate initial mapping and using SWAP gates to route the qubits such that all connectivity constraints are satisfied. The objective of QCT can be to minimise circuit size or depth. Most existing QCT algorithms prioritise minimising circuit size, potentially overlooking the impact of single-qubit gates on circuit depth. In this paper, we first point out that a single SWAP gate insertion can double the circuit depth, and then propose a simple and effective method that takes into account the impact of single-qubit gates on circuit depth. Our method can be combined with many existing QCT algorithms to optimise circuit depth. The Qiskit SABRE algorithm has been widely accepted as the state-of-the-art algorithm for optimising both circuit size and depth. We demonstrate the effectiveness of our method by embedding it in SABRE, showing that it can reduce circuit depth by up to 50% and 27% on average on, for instance, Google Sycamore and 117 real quantum circuits from MQTBench.
• Abstract（参考訳）: 量子回路変換(QCT、qubit mapping)は、量子回路のコンパイルにおいて重要なステップである。 通常、QCTは適切な初期マッピングを見つけ、SWAPゲートを使用して全ての接続制約を満たすようにキュービットをルーティングする。 QCTの目的は、回路サイズや深さを最小化することである。 既存のQCTアルゴリズムの多くは回路サイズを最小化することを優先しており、回路深さに対する単一ビットゲートの影響を見落としている可能性がある。 本稿では,1つのスワップゲートを挿入すると回路深度が2倍になることを示すとともに,単一量子ビットゲートの回路深さへの影響を考慮した簡易かつ効果的な手法を提案する。 本手法は,回路深度を最適化する既存のQCTアルゴリズムと組み合わせることができる。 Qiskit SABREアルゴリズムは回路サイズと深さの両方を最適化する最先端のアルゴリズムとして広く受け入れられている。 例えば、mqtbenchのgoogle sycamoreと117実際の量子回路では、回路の深さを最大50%、27%削減できることを示し、sabreに組み込むことで本手法の有効性を実証した。

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