論文の概要: Symmetry-Based Quantum Circuit Mapping

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.18026v1
• Date: Fri, 27 Oct 2023 10:04:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-30 14:08:05.444651
• Title: Symmetry-Based Quantum Circuit Mapping
• Title（参考訳）: 対称性に基づく量子回路マッピング
• Authors: Di Yu and Kun Fang
• Abstract要約: 本稿では,量子プロセッサの固有対称性を利用する量子回路再マッピングアルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムは、対称性を用いて探索空間を制約し、全ての位相的に等価な回路マッピングを同定し、ベクトル計算を用いて各マッピングのスコアリングを高速化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.51705778594846
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum circuit mapping is a crucial process in the quantum circuit compilation pipeline, facilitating the transformation of a logical quantum circuit into a list of instructions directly executable on a target quantum system. Recent research has introduced a post-compilation step known as remapping, which seeks to reconfigure the initial circuit mapping to mitigate quantum circuit errors arising from system variability. As quantum processors continue to scale in size, the efficiency of quantum circuit mapping and the overall compilation process has become of paramount importance. In this work, we introduce a quantum circuit remapping algorithm that leverages the intrinsic symmetries in quantum processors, making it well-suited for large-scale quantum systems. This algorithm identifies all topologically equivalent circuit mappings by constraining the search space using symmetries and accelerates the scoring of each mapping using vector computation. Notably, this symmetry-based circuit remapping algorithm exhibits linear scaling with the number of qubits in the target quantum hardware and is proven to be optimal in terms of its time complexity. Moreover, we conduct a comparative analysis against existing methods in the literature, demonstrating the superior performance of our symmetry-based method on state-of-the-art quantum hardware architectures and highlighting the practical utility of our algorithm, particularly for quantum processors with millions of qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子回路マッピングは、量子回路コンパイルパイプラインにおいて重要なプロセスであり、論理量子回路を対象量子システム上で直接実行可能な命令のリストに変換するのを容易にする。 近年の研究では、リマッピングと呼ばれるポストコンパイルステップを導入し、初期回路マッピングを再構成して、システムの可変性に起因する量子回路エラーを軽減することを目指している。 量子プロセッサのサイズが拡大するにつれて、量子回路マッピングの効率と全体的なコンパイルプロセスが最重要になっている。 本研究では,量子プロセッサの内在対称性を活用する量子回路再マッピングアルゴリズムを導入し,大規模量子システムに適していることを示す。 このアルゴリズムは、探索空間を対称性で制約することにより、すべての位相同値回路マッピングを識別し、ベクトル計算を用いて各マッピングのスコアリングを高速化する。 特に、この対称性に基づく回路再マッピングアルゴリズムは、ターゲット量子ハードウェアの量子ビット数による線形スケーリングを示し、その時間複雑性の観点から最適であることが証明されている。 さらに,本論文の既存手法との比較分析を行い,最先端量子ハードウェアアーキテクチャにおける対称性に基づく手法の優れた性能を実証し,特に数百万量子ビットの量子プロセッサにおいて,アルゴリズムの実用性を強調した。

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