A Quantum Circuit Optimization Framework for Distributed Quantum Computing

doi:10.1109/tcad.2026.3656760

A Quantum Circuit Optimization Framework for Distributed Quantum Computing

2026-01-21

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DOI：10.1109/tcad.2026.3656760

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分布式量子计算（DQC）对于通过多处理器架构克服当前噪声中等规模量子设备的资源限制以实现可扩展性至关重要。传统量子电路编译侧重于门数量和深度等整体优化指标。然而，分布式架构引入了全局门的概念，即跨分区操作，这些操作主导了通信开销。现有方法采用先电路优化再电路分区的方式，这通常导致分区结果中通信量增加。本研究提出了一种面向DQC的电路优化框架，旨在优化全局门开销的同时保持总门数不变。采用束搜索算法在一系列变换规则下探索等效电路，最小化一个混合成本函数，该函数平衡了总门数和全局门开销。当分区数为2时，该方法在26个基准电路中使总门数平均减少16.89%，全局门数减少31.24%；分区数为3时，分别减少15.42%和25.09%。

Keyword:

Distributed quantum circuit partitioning

distributed quantum computing (DQC)

quantum circuit optimization

A Quantum Circuit Optimization Framework for Distributed Quantum Computing

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