論文の概要: Global Synthesis of CNOT Circuits with Holes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.16496v1
• Date: Thu, 31 Aug 2023 06:58:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-01 15:33:51.042597
• Title: Global Synthesis of CNOT Circuits with Holes
• Title（参考訳）: ホールを有するCNOT回路のグローバル合成
• Authors: Ewan Murphy (University of Oxford), Aleks Kissinger (University of Oxford)
• Abstract要約: 本稿では、一般的な量子回路への再合成アルゴリズムの一般化のための代替手法を提案する。 回路をスライスする代わりに、量子回路に穴をあけて再合成できないゲートを「カットアウト」します。 その結果は量子コムと呼ばれる2次過程となり、直接的に再合成することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A common approach to quantum circuit transformation is to use the properties of a specific gate set to create an efficient representation of a given circuit's unitary, such as a parity matrix or stabiliser tableau, and then resynthesise an improved circuit, e.g. with fewer gates or respecting connectivity constraints. Since these methods rely on a restricted gate set, generalisation to arbitrary circuits usually involves slicing the circuit into pieces that can be resynthesised and working with these separately. The choices made about what gates should go into each slice can have a major effect on the performance of the resynthesis. In this paper we propose an alternative approach to generalising these resynthesis algorithms to general quantum circuits. Instead of cutting the circuit into slices, we "cut out" the gates we can't resynthesise leaving holes in our quantum circuit. The result is a second-order process called a quantum comb, which can be resynthesised directly. We apply this idea to the RowCol algorithm, which resynthesises CNOT circuits for topologically constrained hardware, explaining how we were able to extend it to work for quantum combs. We then compare the generalisation of RowCol using our method to the naive "slice and build" method empirically on a variety of circuit sizes and hardware topologies. Finally, we outline how quantum combs could be used to help generalise other resynthesis algorithms.
• Abstract（参考訳）: 量子回路変換の一般的なアプローチは、特定のゲートセットの特性を使用して、パリティ行列やスタビライザーテーブルーのような与えられた回路のユニタリの効率的な表現を作成し、改良された回路を再合成することである。 これらの手法は制限されたゲートセットに依存しているため、任意の回路への一般化は通常、回路を再合成してこれらを別々に扱うことのできる部品にスライスする。 ゲートがどのスライスに入るべきかの選択は、再合成の性能に大きな影響を与える可能性がある。 本稿では,これらの再合成アルゴリズムを一般量子回路に一般化するための代替手法を提案する。 回路をスライスに切る代わりに、量子回路に穴を開けて再合成できないゲートを「カット」します。 その結果は量子コムと呼ばれる2次過程となり、直接合成することができる。 このアイデアを、位相的に制約されたハードウェアに対してCNOT回路を再合成するRowColアルゴリズムに適用し、量子コムにどのように拡張できるかを説明する。 次に,本手法を用いたrowcolの一般化を,回路サイズとハードウェアトポロジの多様さを経験的に評価したnaive "slice and build"法と比較した。 最後に、量子コムが他の再合成アルゴリズムの一般化にどのように役立つかを概説する。

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