使用常量传播的量子程序自动去量子化
量子计算有望解决经典计算机无法企及的问题,但当前的量子硬件容易出错且速度远低于经典硬件。由于每项量子操作成本高昂,因此在近期算法中最小化量子资源的使用至关重要。量子资源应仅在真正需要实现量子优势时才使用,而不应浪费在经典计算能高效处理的操作上。本研究聚焦于尽可能将量子操作去量子化,转由经典计算执行。该团队提出了一种混合量子-经典常量传播优化方法,通过用快速可靠的经典指令替代量子操作来减少量子操作数量。该方法通过追踪量子态与经典态之间的状态,识别并消除不必要的量子门和控制操作。研究人员为量子-经典常量传播形式化定义了一种混合状态模型,在开源工具MQT Core中实现了该优化,并在基准电路上进行了评估。结果表明,量子-经典常量传播能减少代价高昂的多量子比特操作,使量子程序在近期设备上更加实用和鲁棒。这为充分利用量子与经典计算各自优势的新型混合编译器策略开辟了道路。

