量子编译器设计用于量子比特映射和路由:超导、囚禁离子和中性原子系统的跨架构调查
量子硬件开发正在迅速推进,在超导电路、离子阱系统和中性原子阵列等领先平台上取得了显著进展。随着对实用量子优势的追求不断深入,高效的量子程序编译变得至关重要,以将量子算法的高级表示转化为物理上可执行的电路。这一过程中的一个基本挑战是量子比特映射和门调度,它们在使编译后的电路适应特定量子硬件的架构约束和物理限制方面起着关键作用。在本综述中,该研究团队系统地回顾并分类了在三种主流量子硬件平台上关于量子比特映射和路由问题的研究。研究人员主要探索了针对超导平台的硬件感知编译器的发展,将现有方法分为基于求解器、基于启发式和基于机器学习的方法,并分析了它们的优化目标,包括门数、电路持续时间、保真度和可扩展性。此外,该工作还考察了离子阱和中性原子设备的演变,分析了其硬件特性带来的独特挑战,并强调了针对这些独特物理约束的专用编译器。最后,研究人员总结了关键挑战,并指出了在这些硬件平台上量子编译器设计未来研究的一些有前景的机会。
