量子电路分区以实现量子资源的高效利用

近期量子硬件受限于高错误率、较少的量子比特数量以及相对较低的输出保真度,使得执行大规模高性能量子电路变得困难。电路分区(或称电路切割)技术通过将电路在两量子比特交互点分解为更小的子电路,成为突破这些限制的有效途径。但哪些类型的电路最能受益于分区技术,以及在何种硬件条件下该技术最有效,目前仍不明确。该工作从三个维度评估了量子电路对分区技术的适用性:提升保真度、实现分布式执行以及扩展至更大规模电路。具体而言,研究者对比了原始电路执行与两种分区方案——Qiskit的自动切割技术和定制化性能优化切割方法,并在4至14量子比特规模的GHZ电路、量子傅里叶变换电路、砖墙式电路及随机量子电路上,通过期望值的平均绝对误差和整体输出保真度进行测量。实验结果表明:分区技术对规模较大、互联度高的电路最具优势,其中定制方法将GHZ电路的误差降低达55%并提升保真度,但在大规模砖墙式电路上会降低性能。
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2026-04-24 15:41

量科快讯