論文の概要: Improving and benchmarking NISQ qubit routers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.03908v1
• Date: Thu, 06 Feb 2025 09:31:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-07 14:32:19.044443
• Title: Improving and benchmarking NISQ qubit routers
• Title（参考訳）: NISQ量子ビットルータの改良とベンチマーク
• Authors: Vicente Pina-Canelles, Adrian Auer, Inés de Vega,
• Abstract要約: 1次元および2次元格子接続性に基づくランダム量子回路を考慮した様々なルーティング手法をベンチマークする。 本稿では、SWAPと回路深さのオーバーヘッドの影響を捉えるための総合的な指標として、回路の忠実度を紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Quantum computers with a limited qubit connectivity require inserting SWAP gates for qubit routing, which increases gate execution errors and the impact of environmental noise due to an overhead in circuit depth. In this work, we benchmark various routing techniques considering random quantum circuits on one-dimensional and square lattice connectivities, employing both analytical and numerical methods. We introduce circuit fidelity as a comprehensive metric that captures the effects of SWAP and circuit depth overheads. Leveraging a novel approach based on the SABRE algorithm, we achieve up to $84\%$ higher average circuit fidelity for large devices within the NISQ range, compared to previously existing methods. Additionally, our results highlight that the optimal routing choice critically depends on the qubit count and the hardware characteristics, including gate fidelities and coherence times.
• Abstract（参考訳）: キュービット接続が制限された量子コンピュータは、クビットルーティングのためのSWAPゲートを挿入する必要があるため、ゲートの実行エラーと回路深さのオーバーヘッドによる環境騒音の影響が増加する。 本研究では, 1次元および2次元格子接続性に基づくランダムな量子回路を考慮した様々なルーティング手法を, 解析的および数値的手法の両方を用いてベンチマークする。 本稿では、SWAPと回路深さのオーバーヘッドの影響を捉えるための総合的な指標として、回路の忠実度を紹介する。 SABREアルゴリズムに基づく新しい手法を用いることで,従来の手法と比較して,NISQ範囲内の大規模デバイスに対して,平均回路忠実度が最大8,4 %まで向上する。 さらに, 最適ルーティング選択は, ゲート忠実度やコヒーレンス時間など, キュービット数とハードウェア特性に大きく依存することを示した。

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