适用于任意量子比特连接图的量子傅里叶变换量子电路

在该论文中,该研究团队重点研究了量子傅里叶变换(QFT)算法的量子线路实现。作为众多量子算法广泛采用的核心技术,QFT算法在具有约束条件的量子设备上需要特殊的线路构造方法。由于超导等多种量子硬件平台存在两比特门操作的限制(这些限制通过量子比特连接图呈现),以往研究人员主要针对线性近邻(LNN)架构进行优化,而当前设备的连接图具有更复杂的拓扑结构。该工作提出了一种适用于任意连通图的通用方法,能有效减少此类架构下线路所需的CNOT门数量。通过将本方法生成的量子线路与针对特定架构(包括线性近邻结构、IBMQ 16量子比特设备采用的“日冕”结构——带尾环形图、以及IBMQ 27量子比特设备采用的“双联日冕”结构——带尾双联环形图)优化的现有线路进行对比,结果表明:对于“日冕”和“双联日冕”架构,该通用方法所得线路性能与专业优化线路相当;对于线性近邻架构,其线路仅需略多CNOT门。该方法的重要价值在于首次实现了任意连通图架构下的量子线路普适性构建。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-10 19:54

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