HOPPS:面向量子电路的硬件感知最优相位多项式综合及分块优化

由{CNOT, Rz}构成的模块在现代量子应用中无处不在,尤其在QAOA拟设和量子加法器等电路中。经过编译后,许多模块会呈现较高的CNOT门数量或深度,从而降低保真度。为此,该研究团队提出HOPPS——一种基于可满足性模理论(SAT)的硬件感知最优相位多项式合成算法,可生成具有CNOT门数量或深度最优性的{CNOT, Rz}模块。 当遇到大型模块(如QAOA拟设)时,HOPPS追求最优化的特性会限制其可扩展性。为解决这一问题,研究人员提出迭代式分块优化策略:将大型电路分割为更小的模块,对每个模块进行最优精修,并重复该过程多次迭代。 实验结果表明,相较于现有近最优合成工具,HOPPS具有更高效率。作为局部优化器使用时,在OLSQ框架下,HOPPS能将CNOT门数量最多降低50.0%,深度最多减少57.1%。对于经Qiskit映射后的大型QAOA电路,该工作的迭代分块优化策略可使CNOT门数量和深度分别实现最高44.4%和42.4%的降幅。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-11-24 05:07

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