优化QAOA电路转换的奇偶交织与SWAP网络编码方法
在具有固定架构的量子平台(如基于超导技术的量子处理单元)上映射具有非平凡连通性的量子近似优化算法(QAOA)电路时,需要通过转译过程使量子电路适配给定布局。该步骤对降低噪声量子处理器上的错误率至关重要。交换网络(SWAP network)和奇偶缠绕链(PTC)是两种可优化转译资源需求的方法,能有效降低实现全连接电路所需的双量子门数量与电路深度。该工作提出了一种基于模拟退火的方法,可减少非全连接双量子门QAOA电路中PTC和交换网络的编码需求。经多种转译工具对比测试表明,该方法在超过特定连通性阈值时,双量子门数量与电路深度均实现显著降低——以120量子位、25%连通性的QAOA实例为例,该团队的方法使电路深度降低85%,双量子门减少28%,性能超越Qiskit转译器的最高优化级别。最后,通过在ibm_fez设备上对QAOA进行基准测试验证了PTC编码的实际效果:相较于交换网络仅支持15量子位的局限,该方法将性能提升至20量子位规模。
