論文の概要: LightSABRE: A Lightweight and Enhanced SABRE Algorithm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08368v1
• Date: Thu, 12 Sep 2024 19:19:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-16 18:37:11.431748
• Title: LightSABRE: A Lightweight and Enhanced SABRE Algorithm
• Title（参考訳）: LightSABRE:軽量で拡張されたSABREアルゴリズム
• Authors: Henry Zou, Matthew Treinish, Kevin Hartman, Alexander Ivrii, Jake Lishman,
• Abstract要約: 我々は,実行効率と回路品質の両方を向上するSABREアルゴリズムの大幅な拡張であるLightSABREを紹介する。 我々は,Qiskit 1.2.0のアルゴリズムのバージョンを,Qiskit 0.20.1の実装の約200倍の速度で実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.814077130655505
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce LightSABRE, a significant enhancement of the SABRE algorithm that advances both runtime efficiency and circuit quality. LightSABRE addresses the increasing demands of modern quantum hardware, which can now accommodate complex scenarios, and circuits with millions of gates. Through iterative development within Qiskit, primarily using the Rust programming language, we have achieved a version of the algorithm in Qiskit 1.2.0 that is approximately 200 times faster than the implementation in Qiskit 0.20.1, which already introduced key improvements like the release valve mechanism. Additionally, when compared to the SABRE algorithm presented in Li et al., LightSABRE delivers an average decrease of 18.9\% in SWAP gate count across the same benchmark circuits. Unlike SABRE, which struggles with scalability and convergence on large circuits, LightSABRE delivers consistently high-quality routing solutions, enabling the efficient execution of large quantum circuits on near-term and future quantum devices. LightSABRE's improvements in speed, scalability, and quality position it as a critical tool for optimizing quantum circuits in the context of evolving quantum hardware and error correction techniques.
• Abstract（参考訳）: 我々は,実行効率と回路品質の両方を向上するSABREアルゴリズムの大幅な拡張であるLightSABREを紹介する。 LightSABREは、複雑なシナリオや数百万のゲートを持つ回路に対応できる現代の量子ハードウェアの需要の増加に対処する。 主にRust言語を使用して、Qiskit内で反復開発を行うことで、Qiskit 1.2.0のアルゴリズムのバージョンを達成しました。これは、リリースバルブ機構のような重要な改善をすでに導入している、Qiskit 0.20.1の実装の約200倍高速です。 加えて、Li et al で示されるSABREアルゴリズムと比較して、LightSABREは、同じベンチマーク回路でSWAPゲート数を平均 18.9 % 減少させる。 大規模回路のスケーラビリティと収束に苦慮しているSABREとは異なり、LightSABREは一貫して高品質なルーティングソリューションを提供し、近未来の量子デバイス上で大規模量子回路の効率的な実行を可能にしている。 LightSABREのスピード、スケーラビリティ、品質の向上は、進化する量子ハードウェアとエラー訂正技術の文脈で量子回路を最適化するための重要なツールとして位置づけている。

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