电路深度是否准确用于比较量子电路运行时间?

虽然量子电路深度通常用于估计电路运行时间的差异,但它忽略了当前硬件实现的一个普遍特征:不同的门具有不同的执行时间。因此,使用深度可能会导致对电路运行时间的不准确比较,尤其是对于规模相似的电路。在该论文中,研究人员引入了一种替代指标——门感知深度,该指标使用独特的门权重,并研究了其在比较电路运行时间方面的准确性,与传统深度和多量子比特深度等现有指标进行了对比。为此,研究人员使用不同算法编译了一套包含15个实际电路的测试集,并比较了编译版本的深度和运行时间,以确定深度变化的大小在多大程度上近似于运行时间变化的大小,以及按深度排序的电路顺序在多大程度上与按运行时间排序的顺序一致。在近似运行时间变化的大小时,门感知深度相对于传统深度将近似误差平均减少了412倍,相对于多量子比特深度减少了124倍。在匹配真实运行时间的顺序时,门感知深度在所有设备上均实现了最高的准确性,并在六台设备中的五台上达到了100%的完美准确性。此外,研究人员还表明,实现这些准确性改进所需的最佳权重可以通过设备门时间轻松计算,并为IBM Eagle和Heron架构提供了良好的通用权重值。

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