一种采用专用布局与中枢辅助穿梭的中性原子量子编译器

将任意连接的中等规模量子(NISQ)电路编译到单片单区中性原子器件上,会受到有限相互作用范围和可同时寻址位点间最小间距的限制。在最小间距约束下,该管线仅采用交换(SWAP)操作的配置,无法在可行的时间预算内返回一系列电路的调度结果,这些电路包括小至九个量子比特的电路。该团队通过引入枢纽陷阱(hub traps)来解决这一问题,即动态放置少量空陷阱作为传输中转点,并配合一个按门选择的规则,在基于交换的路由与基于枢纽的穿梭之间进行抉择。该团队利用执行时间的分析估计和每层保真度代理,在十七个基准测试上对编译器进行了评估,并与一个布局匹配的基线以及该管线自身的消融实验进行了对比。枢纽陷阱使得这些原本无法求解的电路在数秒至数分钟内完成编译,并在每个已完成的电路上完全消除了交换门,因此其作用在于实现路由,而非仅仅优化保真度。这种收益集中在路由主导的电路上,而在无路由需求的电路上则不存在,该团队通过相互作用图的结构对两者进行了区分。在路由主导最严重的电路上,保真度代理相较于布局匹配的基线提升了多达三个数量级。这一提升主要源于消除了交换开销,因为该电路上的绝对保真度仍然较低。
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提交arXiv: 2026-05-28 14:03

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