論文の概要: Scaling Qubit Mapping and Routing With Position Graph Abstraction and Memoization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.09237v1
- Date: Sun, 10 May 2026 00:35:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-12 23:28:50.134777
- Title: Scaling Qubit Mapping and Routing With Position Graph Abstraction and Memoization
- Title(参考訳): 位置グラフの抽象化とメモ化によるビットマッピングとルーティングのスケーリング
- Authors: Brent Russon, Bao Bach, Ed Younis, Ilya Safro,
- Abstract要約: 本稿では,位置グラフの抽象化,実行可能位置の統一表現,移動経路,ルーティング制約を中心に構築されたコンパイルフレームワークを提案する。
この抽象化を用いて、相対的な移動スコアを実装することで、SWAPベースの2次元探索(SABRE)を高速化する。
その結果,アーキテクチャを意識した抽象化とメモ化評価を組み合わせることで,スケーラブルなキュービットマッピングとルーティングを実現するための実践的かつ効果的な方法が得られた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.6479760042717823
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Scalable qubit mapping and routing remain major bottlenecks in quantum compilation, especially for Trapped-Ion Quantum Charge-Coupled device (TI-QCCD) architectures, where qubit interactions require physically shuttling ions under strict movement, congestion, and trap-capacity constraints. We present a compilation framework built around the position graph abstraction, a unified representation of executable locations, movement paths, and routing constraints that enables heuristic mappers to operate directly on shuttling-based hardware. Using this abstraction, we accelerate the SWAP-based BidiREctional heuristic search (SABRE) by implementing relative move scoring, which caches repeated heuristic move evaluations that arise during search, and memoized congestion resolution, which speeds up the resolution of repeated congestion. This optimization removes redundant computation without changing routing/shuttling decisions, improving the scalability of SABRE-based methods on TI-QCCD systems. Our results show that combining an architecture-aware abstraction with memoized heuristic evaluation yields a practical and effective path toward scalable qubit mapping and routing across heterogeneous quantum architectures.
- Abstract(参考訳): スケーラブルな量子ビットマッピングとルーティングは、特にTraped-Ion Quantum Charge-Coupled Device (TI-QCCD) アーキテクチャにおいて、厳密な動き、混雑、トラップ容量の制約の下でイオンを物理的にシャットリングする必要がある。
本稿では,位置グラフの抽象化,実行可能位置の統一表現,移動経路,ルーティング制約などに基づいて構築されたコンパイルフレームワークを提案する。
この抽象化を用いて、相対的な移動スコア(英語版)を実装し、探索中に発生する繰り返しヒューリスティックな移動評価をキャッシュする相対的な移動スコア(英語版)と、反復的な混雑の解消を高速化する記憶的混雑解消(英語版)を実装することで、SWAPベースの2次元ヒューリスティックサーチ(英語版)(SABRE)を加速する。
この最適化は、ルーティング/シャットリング決定を変更することなく冗長計算を除去し、TI-QCCDシステムにおけるSABREベースの手法のスケーラビリティを向上させる。
この結果から,アーキテクチャを意識した抽象化と経験的ヒューリスティックな評価を組み合わせることで,スケーラブルな量子ビットマッピングと異種量子アーキテクチャ間のルーティングを実現する上で,実用的で効果的な方法が得られた。
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