論文の概要: Improving Qubit Routing by Using Entanglement Mediated Remote Gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.13141v1
- Date: Fri, 22 Sep 2023 18:51:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-26 22:06:21.697564
- Title: Improving Qubit Routing by Using Entanglement Mediated Remote Gates
- Title（参考訳）: 密閉型遠隔ゲートを用いたビットルーティングの改善
- Authors: Gurleen Padda, Edwin Tham, Aharon Brodutch, Dave Touchette
- Abstract要約: 短期量子コンピュータは接続の制約があり、デバイス内の量子ビットのペアが相互作用できる。
本研究では,標準ゲートとEPR経由の遠隔制御NOTゲートの両方で回路のルーティングを最適化する手法を開発した。
本研究では,EPRを介する操作により,コンパイルされた回路のゲート数や深さを大幅に削減できることを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1083082752610487
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Near-term quantum computers often have connectivity constraints, i.e.
restrictions, on which pairs of qubits in the device can interact. Optimally
mapping a quantum circuit to a hardware topology under these constraints is a
difficult task. While numerous approaches have been proposed to optimize qubit
routing, the resulting gate count and depth overheads of the compiled circuits
remain high due to the short-range coupling of qubits in near-term devices.
Resource states, such as Bell or Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) pairs, can be
used to mediate operations that facilitate long-range interactions between
qubits. In this work, we studied some of the practical trade-offs involved in
using resource states for qubit routing. We developed a method that leverages
an existing state-of-the-art compiler to optimize the routing of circuits with
both standard gates and EPR mediated remote controlled-NOT gates. This was then
used to compile different benchmark circuits for a square grid topology, where
a fraction of the qubits are used to store EPR pairs. We demonstrate that
EPR-mediated operations can substantially reduce the total number of gates and
depths of compiled circuits when used with an appropriate optimizing compiler.
This advantage scales differently for different types of circuits, but
nonetheless grows with the size of the architecture. Our results highlight the
relevance of developing efficient compilation tools that can integrate
EPR-mediated operations.
- Abstract（参考訳）: 短期量子コンピュータは接続の制約、すなわちデバイス内の量子ビットのペアが相互作用できる制限を持つことが多い。
これらの制約の下で量子回路をハードウェアトポロジーに最適にマッピングすることは難しい課題である。
キュービットルーティングを最適化するための多くのアプローチが提案されているが、短期デバイスにおけるキュービットの短距離結合のため、コンパイルされた回路のゲート数と深さオーバーヘッドは高いままである。
Bell や Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) のような資源状態は、キュービット間の長距離相互作用を促進する操作の仲介に使うことができる。
本研究では,資源状態を用いたキュービットルーティングの実践的トレードオフについて検討した。
我々は既存の最先端コンパイラを利用して、標準ゲートとEPRを介する遠隔制御NOTゲートの両方で回路のルーティングを最適化する手法を開発した。
その後、これは正方形グリッドトポロジーの異なるベンチマーク回路をコンパイルするために使用され、そこではeprペアの保存にキュービットのほんの一部が使用される。
適切な最適化コンパイラで使用する場合,eprを介する操作により,ゲート数とコンパイル回路の深さを実質的に削減できることを示す。
この利点は、異なる種類の回路に対して異なるスケールであるが、それでもアーキテクチャのサイズに応じて成長する。
本結果は,EPRによる操作を統合可能な効率的なコンパイルツールの開発との関連性を強調した。
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