基于表格框架的高效逻辑量子编译

量子计算有望解决传统计算机无法处理的难题,但实际大规模量子计算需要纠错机制来防范误差。容错量子计算(FTQC)虽能可靠执行量子算法,却通常需要大量物理量子比特资源。资源高效的FTQC架构将所需物理量子比特数量最小化,比其他架构节省超半数资源,但会引入最高达4.7倍的运行时开销。本工作提出TQC框架——一种基于计算表格的量子编译器,可在不增加物理量子比特的前提下最小化FTQC运行时开销。通过利用操作可重排序特性及并行执行实现延迟隐藏,TQC平均降低FTQC运行时开销达2.57倍。此外,FTQC电路常包含数百万个逻辑门,导致巨大编译开销。为此该团队优化了稳定器形式中的核心数据结构“计算表格”,针对不同场景提供两种定制化表格数据类型,这些优化使整体性能较现有FTQC优化工具提升超1000倍。

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