論文の概要: Full Characterization of the Depth Overhead for Quantum Circuit
Compilation with Arbitrary Qubit Connectivity Constraint
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.02403v1
- Date: Sun, 4 Feb 2024 08:29:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-06 20:03:01.251910
- Title: Full Characterization of the Depth Overhead for Quantum Circuit
Compilation with Arbitrary Qubit Connectivity Constraint
- Title（参考訳）: 任意の量子ビット接続制約を持つ量子回路コンパイルにおける奥行きオーバーヘッドのフルキャラクタリゼーション
- Authors: Pei Yuan, Shengyu Zhang
- Abstract要約: 量子コンピュータのいくつかの物理的実装では、2量子ビット演算は特定の量子ビットのペアにのみ適用できる。
本稿では、基礎となる制約グラフのルーティング数によって、深さオーバーヘッドを完全に特徴づける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.799314463590596
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In some physical implementations of quantum computers, 2-qubit operations can
be applied only on certain pairs of qubits. Compilation of a quantum circuit
into one compliant to such qubit connectivity constraint results in an increase
of circuit depth. Various compilation algorithms were studied, yet what this
depth overhead is remains elusive. In this paper, we fully characterize the
depth overhead by the routing number of the underlying constraint graph, a
graph-theoretic measure which has been studied for 3 decades. We also give
reduction algorithms between different graphs, which allow compilation for one
graph to be transferred to one for another. These results, when combined with
existing routing algorithms, give asymptotically optimal compilation for all
commonly seen connectivity graphs in quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの物理的実装では、2量子ビット演算は特定の量子ビットに対してのみ適用できる。
量子回路をそのような量子ビット接続制約に適合させると、回路深さが増加する。
様々なコンパイルアルゴリズムが研究されたが、この深さのオーバーヘッドはいまだに解明されていない。
本稿では,30年間にわたって研究されてきたグラフ理論測度である制約グラフのルーティング数によって,深度オーバーヘッドを完全に特徴づける。
また、異なるグラフ間のリダクションアルゴリズムも提供し、1つのグラフのコンパイルを別のグラフに転送できるようにします。
これらの結果は、既存のルーティングアルゴリズムと組み合わせることで、量子コンピューティングでよく見られるすべての接続グラフに対して漸近的に最適なコンパイルを与える。
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