論文の概要: Qubit Mapping: The Adaptive Divide-and-Conquer Approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04752v1
• Date: Sat, 7 Sep 2024 07:55:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-10 20:51:37.484949
• Title: Qubit Mapping: The Adaptive Divide-and-Conquer Approach
• Title（参考訳）: Qubit Mapping:Adaptive Divide-and-Conquerアプローチ
• Authors: Yunqi Huang, Xiangzhen Zhou, Fanxu Meng, Sanjiang Li,
• Abstract要約: 本稿では、量子ビットマッピング問題(QMP)を解決するために、Adaptive Divided-And-Conqure(ADAC)と呼ばれる効果的なアプローチを提案する。 ADACはサブグラフ同型を利用して回路を適応的に分割し、サブ回路間のコヒーレンスを確保する。 本研究は, 量子回路コンパイルにおけるADACの可能性と, 短期量子ハードウェアプラットフォームへの実用化の可能性を明らかにするものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.096418413227771
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The qubit mapping problem (QMP) focuses on the mapping and routing of qubits in quantum circuits so that the strict connectivity constraints imposed by near-term quantum hardware are satisfied. QMP is a pivotal task for quantum circuit compilation and its decision version is NP-complete. In this study, we present an effective approach called Adaptive Divided-And-Conqure (ADAC) to solve QMP. Our ADAC algorithm adaptively partitions circuits by leveraging subgraph isomorphism and ensuring coherence among subcircuits. Additionally, we employ a heuristic approach to optimise the routing algorithm during circuit partitioning. Through extensive experiments across various NISQ devices and circuit benchmarks, we demonstrate that the proposed ADAC algorithm outperforms the state-of-the-art method. Specifically, ADAC shows an improvement of nearly 50\% on the IBM Tokyo architecture. Furthermore, ADAC exhibits an improvement of around 18\% on pseudo-realistic circuits implemented on grid-like architectures with larger qubit numbers, where the pseudo-realistic circuits are constructed based on the characteristics of widely existing realistic circuits, aiming to investigate the applicability of ADAC. Our findings highlight the potential of ADAC in quantum circuit compilation and the deployment of practical applications on near-term quantum hardware platforms.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットマッピング問題(QMP)は、量子回路における量子ビットのマッピングとルーティングに焦点を当て、短期量子ハードウェアによって課される厳密な接続制約を満たす。 QMPは量子回路のコンパイルにおいて重要なタスクであり、その決定版はNP完全である。 本研究では,QMPの解法としてAdaptive Divided-And-Conqure(ADAC)を提案する。 我々のADACアルゴリズムはサブグラフ同型を利用して回路を適応的に分割し,サブ回路間のコヒーレンスを確保する。 さらに、回路分割時のルーティングアルゴリズムを最適化するために、ヒューリスティックなアプローチを採用する。 NISQデバイスや回路ベンチマークの広範な実験を通じて,提案手法が最先端の手法より優れていることを示す。 特に、ADACはIBM Tokyoアーキテクチャの50%近くの改善を示している。 さらに、ADACは、広く存在する現実的回路の特性に基づいて擬現実的回路を構築し、ADACの適用性を検討するために、より大きな量子ビット数を持つ格子状アーキテクチャ上に実装された擬現実的回路の約18%の改善を示す。 本研究は, 量子回路コンパイルにおけるADACの可能性と, 短期量子ハードウェアプラットフォームへの実用化の可能性を明らかにするものである。

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