面向可扩展中性原子量子计算的结构感知编译
该工作研究在二维中性原子阵列上结构化量子门系列的编译问题,旨在在现实硬件约束下减少寻址和传输开销。对于单量子比特门,该团队利用门系列在矩阵层面的代数结构,能够在适当的代数结构上实现高效的秩一分解,从而减少寻址层数。对于受控-Z(C-Z)门,作者基于图论模型构建传输调度问题,在现实传输约束下生成高效的编译算法。该研究为所提方法提供了可证明的性能保证,并通过大量数值实验加以验证。在代表性单量子比特门系列中,该团队的方法与朴素的按行或按列实现相比,将寻址层数最多减少至二倍。对于C-Z门,该调度策略将所需的原子传输操作数量减少约50%。当应用于MaxCut的QAOA电路时,该框架平均降低传输成本超过30%。这些结果表明,中性原子硬件的物理约束可以转化为代数和图论结构,从而将硬件层面的调度瓶颈转化为可处理的分解与着色问题。

