SAT形式的最优深度量子布局综合

量子电路由作用于量子比特的逻辑门构成。当前量子硬件平台对双量子比特CX门施加了连接性限制,因此布局综合成为量子电路在可执行前需进行电路转换的重要步骤。由于CX门易受噪声干扰,降低映射后电路的CX门数量或CX门深度至关重要。 该研究团队提出了一种基于可满足性理论(SAT)的新型高效量子电路布局综合编码方法。既往SAT编码方案主要优化门总数和CX门数量,而该工作的编码方案则确保能找到具有最小电路深度或最小CX门深度的映射电路。研究人员采用增量式SAT求解和并行规划策略实现高效编码,与保证深度最优性的OLSQ2相比实现了10-100倍的加速。但深度优化耗时仍超过Q-Synth的门数量优化方案。 通过模拟电路在(CX)门数量和(CX)门深度优化后的噪声表现,该团队发现:相比于最小化CX门深度,最小化CX门数量与噪声降低的相关性更强。但综合考虑CX门数量和CX门深度时,可获得最佳的噪声抑制效果。

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