量子电路分割如同迷宫:通过路径寻找出现的逾渗转变

在量子线路优化中,线路划分使得优化过程能够在多个设备上并行执行。每个设备负责减少所选门数量或简化局部线路结构。现有的大多数线路划分方法以量子分布为导向,并依赖于通过引入线路中间测量和量子比特重置来分割CNOT门。目前,尚无标准可用于确定如何在不移除CNOT门的情况下,为线路优化目的实现最优划分。为应对这一挑战,该工作将划分问题形式化为一条穿过迷宫的切割路径,其中CNOT门代表墙壁。该工作表明,这种路径的存在通过逾渗相变将量子线路分为两类。特别地,它区分了可划分区域和不可划分区域,这种区分源于量子比特排列。这些排列通过模拟退火生成。该工作从网络科学与分布分析的角度分析了其对CNOT簇的影响。研究结果表明,当CNOT门数量几乎等于量子比特数量时,可以将线路划分为两个CNOT簇。基于这一观察,该工作提供了一个可扩展且实用的标准,用于判断是否存在这样的划分。总体而言,该团队的理论与数值分析为量子线路优化中的线路划分提供了洞见,构成了算法发展的基础。
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提交arXiv: 2026-06-02 14:49

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