論文の概要: Efficient Circuit Transpilation of Commuting Gates on 2D Grids

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.10274v1
• Date: Sat, 11 Jul 2026 12:09:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-14 15:40:48.369076
• Title: Efficient Circuit Transpilation of Commuting Gates on 2D Grids
• Title（参考訳）: 2次元格子上の通勤ゲートの効率的な回路透過
• Abstract要約: 本稿では,2 次元格子上の2 ビットゲートを交換するブロックからなる回路のトランスパイル方式を提案する。 我々は、ランダム正規グラフ上の最大カット(MC)とエルドス・レーニグラフ上の最大独立セット(MIS)に対するQAOAインスタンスに対するアプローチをベンチマークした。 標準手法と比較して、回路深さとゲート数を約2倍に減らし、最大80ドルキュービットの実験を可能にし、近似比を最大6.6%、MISは9.3%改善する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.21485350418225238
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Combinatorial optimization problems are central to many applications but can be challenging to solve. Quantum approaches such as the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) offer new tools with which to tackle such problems. However, QAOA circuits inherit the interaction structure of the target Hamiltonian, often resulting in deep circuits when compiled onto hardware with limited connectivity. Efficient transpilation is therefore critical to their practical performance. In this work, we propose a transpilation scheme for circuits consisting of blocks of commuting two-qubit gates on two-dimensional lattices. Unlike standard approaches based on random initial mappings and fixed routing, our method alternates between constructing problem-dependent SWAP-layer sequences and updating the qubit layout. By adapting the routing to the required interactions, this yields significantly shorter circuits for graphs with few edges. We benchmark our approach on QAOA instances for Maximum Cut (MC) on Random Regular graphs and Maximum Independent Set (MIS) on Erdős-Rényi graphs. Compared to standard methods, we reduce circuit depth and gate count by about a factor of two, enabling experiments with up to $80$ qubits and improving approximation ratios by up to $6.6\%$ for MC and $9.3\%$ for MIS.
• Abstract（参考訳）: 組合せ最適化問題は、多くのアプリケーションにおいて中心的な問題であるが、解決が難しい。 量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)のような量子アプローチは、そのような問題に取り組むための新しいツールを提供する。 しかし、QAOA回路はターゲットハミルトニアンの相互作用構造を継承し、接続性に制限のあるハードウェアにコンパイルされるとディープ回路が発生する。 したがって、効率の良いトランスパイレーションは、その実践的なパフォーマンスにとって重要である。 本研究では,2 次元格子上の2 ビットゲートを交換するブロックからなる回路の伝送方式を提案する。 ランダムな初期マッピングと固定ルーティングに基づく標準的な手法とは異なり、本手法は問題依存のSWAP層列の構築とキュービットレイアウトの更新を交互に行う。 必要な相互作用にルーティングを適用することで、エッジがほとんどないグラフの回路が大幅に短くなる。 我々は、ランダム正規グラフ上の最大カット(MC)とエルデシュ=レーニグラフ上の最大独立セット(MIS)に対するQAOAインスタンスに対するアプローチをベンチマークする。 標準手法と比較して、回路深さとゲート数を約2倍に減らし、最大80ドルキュービットの実験を可能にし、近似比をMCが6.6\%、MISが9.3\%まで改善する。

関連論文リスト

• A Scalable Distributed Quantum Optimization Framework via Factor Graph Paradigm [46.08923284345648]
  分散量子最適化のための構造認識フレームワークを提案する。 検索スペースが$N$の場合、我々のフレームワークはプロセッサやセパレータに依存した要素に対して$O(sqrtN)$クエリ複雑性を達成する。 構造を考慮した分解は、量子ネットワーク上でのスケーラブルな分散量子最適化に実践的な道をもたらすことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-08T15:15:52Z)
• Optimization and Synthesis of Quantum Circuits with Global Gates [41.99844472131922]
  我々は、イオントラップハードウェアに存在するGlobal Molmer-Sorensenゲートのようなグローバルな相互作用を用いて量子回路を最適化し、合成する。 このアルゴリズムはZX計算に基づいており、係留ゲートをGlobal MolmerSorensenゲートにグループ化する特別な回路抽出ルーチンを使用する。 我々は,このアルゴリズムを様々な回路でベンチマークし,最新ハードウェアによる性能向上の方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-28T10:25:31Z)
• Quantum Circuit Optimization Based on Dynamic Grouping and ZX-Calculus for Reducing 2-Qubit Gate Count [9.400669963756508]
  量子回路における2キュービットゲートは、単一キュービットゲートよりもノイズの影響を受けやすい。 本稿では,動的グルーピングとZX計算に基づく量子回路最適化手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-19T02:05:32Z)
• Finding Transformer Circuits with Edge Pruning [71.12127707678961]
  自動回路発見の効率的かつスケーラブルなソリューションとしてエッジプルーニングを提案する。 本手法は,従来の手法に比べてエッジ数の半分未満のGPT-2の回路を探索する。 その効率のおかげで、Edge PruningをCodeLlama-13Bにスケールしました。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-24T16:40:54Z)
• Improving Quantum and Classical Decomposition Methods for Vehicle Routing [2.4646794072984477]
  本稿では,2つの分解法,すなわちグラフ縮小と回路切断の精巧な組み合わせを提案する。 この結果から,現在の量子技術の制約内での最適化問題に対するアルゴリズムの性能に関する知見が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-08T14:19:25Z)
• A multiple-circuit approach to quantum resource reduction with application to the quantum lattice Boltzmann method [39.671915199737846]
  量子格子ボルツマン法(QLBM)における非圧縮性ナビエ-ストークス方程式の多重回路アルゴリズムを提案する。 提案法は2次元蓋駆動キャビティフローに対して検証および実証を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-20T15:32:01Z)
• Improved Qubit Routing for QAOA Circuits [0.0]
  我々はQuantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA)のための古典的な実行時間付きキュービットルーティングアルゴリズムを開発した。 提案手法では,QAOA回路とErd"os-Renyi問題グラフを最大$N leq 400$で定義する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-26T10:26:10Z)
• Compiling Quantum Circuits for Dynamically Field-Programmable Neutral Atoms Array Processors [5.012570785656963]
  動的にフィールドプログラマブルな量子ビットアレイ(DPQA)が量子情報処理のための有望なプラットフォームとして登場した。 本稿では,複数の配列を含むDPQAアーキテクチャについて考察する。 DPQAをベースとしたコンパイル回路では,グリッド固定アーキテクチャに比べてスケーリングオーバヘッドが小さくなることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-06T08:13:10Z)
• Tackling the Qubit Mapping Problem with Permutation-Aware Synthesis [9.885057869188087]
  本稿では,新しい階層型量子ビットマッピングとルーティングアルゴリズムを提案する。 第2段階の置換認識合成(PAS)では、各ブロックを最適化し、分離して合成する。 第3段階では、置換対応マッピング(PAM)アルゴリズムが第2段階の情報に基づいてブロックをターゲットデバイスにマッピングする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-04T15:39:54Z)
• Scaling Quantum Approximate Optimization on Near-term Hardware [49.94954584453379]
  我々は、様々なレベルの接続性を持つハードウェアアーキテクチャのための最適化回路により、期待されるリソース要求のスケーリングを定量化する。 問題の大きさと問題グラフの次数で指数関数的に増大する。 これらの問題は、ハードウェア接続性の向上や、より少ない回路層で高い性能を達成するQAOAの変更によって緩和される可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-06T21:02:30Z)
• Software mitigation of coherent two-qubit gate errors [55.878249096379804]
  2量子ゲートは量子コンピューティングの重要な構成要素である。 しかし、量子ビット間の不要な相互作用(いわゆる寄生ゲート)は、量子アプリケーションの性能を低下させる。 寄生性2ビットゲート誤差を軽減するための2つのソフトウェア手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-08T17:37:27Z)
• Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
  変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。 本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。 この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-11T17:20:51Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。