并非所有量子位都同等利用
现代噪声中等规模量子(NISQ)计算机的功能改进伴随着物理量子比特总数的增加。量子程序员通常不会设计直接利用这些量子比特的电路,而是依赖各种软件套件,通过算法将电路转换为与目标机器架构兼容的形式。特别是对于连接受限的超导架构,所选择的综合、布局和路由算法会显著改变物理量子比特的平均利用率模式。 在本文中,该研究团队通过分析量子硬件的平均量子比特利用率,旨在识别不同转译器配置如何改变利用率模式。研究人员在Qiskit平台上使用IBM的27量子比特Falcon R4架构,针对部分量子比特、门分布和优化配置,展示了这一分析的初步结果。研究发现存在对简单映射的持续偏好,只要架构的整体利用率保持在特定阈值以下,这一问题可以通过增加优化来解决。这导致某些量子比特被过度使用,而其他量子比特则未被充分利用。 该研究的意义是多方面的,包括:(a)通过关注过度使用的量子比特,可能减少校准开销;(b)改进优化、映射和路由算法,以最大化硬件利用率;(c)以低价定价未被充分利用的量子比特,激励其使用并提高硬件吞吐量(适用于多租户环境)。
