Fugu-MT 論文翻訳(概要): SAQC: A SAT-Aware Compilation Framework for QAOA-Based Quantum Optimization

論文の概要: SAQC: A SAT-Aware Compilation Framework for QAOA-Based Quantum Optimization

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.05737v2
Date: Wed, 09 Sep 2026 10:10:33 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2026-09-10 19:44:08.125901
Title: SAQC: A SAT-Aware Compilation Framework for QAOA-Based Quantum Optimization
Title（参考訳）: SAQC:QAOAに基づく量子最適化のためのSAT対応コンパイルフレームワーク
Abstract要約: 本稿では,SAT中間表現(SAT Intermediate Representation, SIR)を導入したSAT対応コンパイルフレームワークであるSAQCについて述べる。最適化されたSIRに基づいてSAQCは、ハミルトン生成と直接節対アンザッツ合成の両方のための統一的なフレームワークを提供する。実験の結果,従来のハミルトニアン系合成と比較して回路深さ,2量子ゲート数,コンパイル時間が大きく減少した。
参考スコア（独自算出の注目度）: 1.214455026524814
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: The Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) is a promising variational approach for solving Boolean satisfiability (SAT) problems. Existing SAT-to-QAOA workflows first translate Boolean formulas into penalty Hamiltonians before applying generic quantum compilation, thereby discarding SAT-specific information such as clause structure, logical operators, and variable dependencies. Consequently, subsequent compiler optimizations cannot exploit the underlying Boolean formulation. This paper presents SAQC, a SAT-aware compilation framework that introduces a SAT Intermediate Representation (SIR) to preserve Boolean structure during compilation. The proposed framework supports both CNF and XOR-extended CNF (eCNF) formulations and performs SAT-aware optimizations including clause rewriting, dependency analysis, and clause scheduling prior to quantum lowering. Building on the optimized SIR, SAQC provides a unified framework for both penalty Hamiltonian generation and direct clause-to-ansatz synthesis, together with ansatz optimizations based on relative-phase decomposition, ancilla-assisted synthesis, and dynamic uncomputation. Experimental results demonstrate significant reductions in circuit depth, two-qubit gate count, and compilation time compared with conventional Hamiltonian-based workflows while remaining compatible with existing quantum compilation frameworks.
Abstract（参考訳）: The Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) is a promising variational approach for solve Boolean satisfiability (SAT) problems。既存のSAT-to-QAOAワークフローは、まず一般的な量子コンパイルを適用する前にブール式をペナルティハミルトニアンに変換する。そのため、後のコンパイラの最適化では、基礎となるBooleanの定式化を利用できない。本稿では,SAT中間表現(SAT Intermediate Representation, SIR)を導入したSAT対応コンパイルフレームワークであるSAQCについて述べる。提案フレームワークは, CNF と XOR 拡張 CNF (eCNF) の2つの定式化をサポートし, 量子化前の節書き換え, 依存性解析, 節スケジューリングを含むSAT対応の最適化を行う。最適化されたSIRに基づいて、SAQCは、相対位相分解、アンシラアシスト合成、動的非計算に基づくアンサッツ最適化とともに、ペナルティハミルトン生成と直接節対アンサッツ合成の両方のための統一的なフレームワークを提供する。実験により、既存の量子コンパイルフレームワークとの互換性を維持しながら、従来のハミルトンベースのワークフローと比較して回路深さ、2量子ゲート数、コンパイル時間を著しく短縮した。

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