针对中性原子量子计算机的通用电路映射算法
中性原子量子计算机(NAQC)因其长量子比特相干时间、灵活的量子比特排布以及多量子比特门能力,正成为极具前景且可扩展的量子计算平台。然而,电路执行常常需要物理移动量子比特,这使得编译成为关键的优化挑战。该团队提出了一种基于图论组合优化的、与电路无关的数学框架,能够确定所需的最少量子比特转移次数。该模型捕捉了具有区域限制门操作和多量子比特门的NAQC平台特有的空间约束。基于此框架,研究人员将量子比特映射问题编码为非线性整数规划,并使用遗传算法求解,从而在最小化总移动距离和并行转移操作数量之间实现权衡。与针对分区架构的最先进可扩展编译器相比,该工作始终能找到更少的转移次数。根据优化侧重点不同,该方法能产生更短的移动距离或更少的并行转移操作。这项工作既提供了理论保证,也为高效、架构感知的量子电路编译提供了实用工具。因此,研究人员能够生成硬件感知的映射,从而减少由移动引起的误差,并更好地利用原子转移并行性,直接提升在NAQC设备上的执行效率。

