量子比特租赁与量子电路分布的联合优化

该研究考虑一个代理,其希望利用一组通过量子网络连接的量子计算机(QC)所租用的资源来执行一个给定的量子电路。为此,代理需要做出以下四个关键决策:(i) 从每个QC租用多少量子比特,(ii) 在不同时间段内将不同电路量子比特存储在哪些QC,(iii) 在哪个QC执行电路中的每个量子门,以及(iv) 如何在QC之间移动量子比特,在迁移和隐形传态之间做出选择。该研究将代理面临的这一问题称为联合量子比特租用与量子电路分布(JQLQCD)问题,并为其提供了一个全面的整数线性规划(ILP)公式。该研究证明了JQLQCD问题是NP完全的。接着,该研究确定了若干特殊情况,在这些情况下该问题可以通过闭式解或多项式时间算法得到最优求解。此外,该研究提出了一种带有局部搜索优化的贪婪算法,用于求解一般JQLQCD问题的大规模实例。最后,该研究通过广泛的数值计算评估了所提出贪婪算法的性能。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-30 03:27

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