論文の概要: Generating Compilers for Qubit Mapping and Routing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.10781v2
• Date: Wed, 29 Oct 2025 18:11:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-31 16:05:09.399053
• Title: Generating Compilers for Qubit Mapping and Routing
• Title（参考訳）: クビットマッピングとルーティングのためのコンパイラ生成
• Authors: Abtin Molavi, Amanda Xu, Ethan Cecchetti, Swamit Tannu, Aws Albarghouthi,
• Abstract要約: 量子プロセッサ上で量子回路を評価するには、回路量子ビットからプロセッサ量子ビットへのマッピングを見つける必要がある。 これはqubit mapping and routing(QMR)問題として知られている。 我々は、任意の量子プロセッサのためのキュービットマッピングとルーティングコンパイラを自動生成する別のアプローチを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.556304973770941
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: To evaluate a quantum circuit on a quantum processor, one must find a mapping from circuit qubits to processor qubits and plan the instruction execution while satisfying the processor's constraints. This is known as the qubit mapping and routing (QMR) problem. High-quality QMR solutions are key to maximizing the utility of scarce quantum resources and minimizing the probability of logical errors affecting computation. The challenge is that the landscape of quantum processors is incredibly diverse and fast-evolving. Given this diversity, dozens of papers have addressed the QMR problem for different qubit hardware, connectivity constraints, and quantum error correction schemes by a developing a new algorithm for a particular context. We present an alternative approach: automatically generating qubit mapping and routing compilers for arbitrary quantum processors. Though each QMR problem is different, we identify a common core structure-device state machine-that we use to formulate an abstract QMR problem. Our formulation naturally leads to a compact domain-specific language for specifying QMR problems and a powerful parametric algorithm that can be instantiated for any QMR specification. Our thorough evaluation on case studies of important QMR problems shows that generated compilers are competitive with handwritten, specialized compilers in terms of runtime and solution quality.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセッサ上で量子回路を評価するには、回路量子ビットからプロセッサ量子ビットへのマッピングを見つけ、プロセッサの制約を満たすことなく命令の実行を計画する必要がある。 これはqubit mapping and routing(QMR)問題として知られている。 高品質QMRソリューションは、希少な量子資源の有効性を最大化し、計算に影響を及ぼす論理誤差の確率を最小化する鍵となる。 課題は、量子プロセッサの状況が驚くほど多様で、急速に進化していることだ。 この多様性から、多くの論文が異なる量子ビットハードウェアのQMR問題、接続制約、および特定のコンテキストに対する新しいアルゴリズムの開発による量子エラー補正スキームに対処している。 我々は、任意の量子プロセッサのためのキュービットマッピングとルーティングコンパイラを自動生成する別のアプローチを提案する。 それぞれのQMR問題は異なるが、抽象的なQMR問題を定式化するために使用する共通コア構造デバイス状態マシンを同定する。 我々の定式化は自然にQMR問題を特定するためのコンパクトなドメイン固有言語と、任意のQMR仕様に対してインスタンス化できる強力なパラメトリックアルゴリズムにつながる。 重要なQMR問題に対するケーススタディを徹底的に評価したところ、生成されたコンパイラは、実行時とソリューションの品質の観点から、手書きの特殊なコンパイラと競合することがわかった。

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