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Generating Compilers for Qubit Mapping and Routing

delete2026-01-01
delete0
PRE
AI
A
Abtin Molavi *
A
Amanda Xu
E
Ethan Cecchetti
S
Swamit Tannu
A
Aws Albarghouthi
DOI:10.1145/3776720delete
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摘要

摘要

En 中文
为在量子处理器上评估量子电路,必须找到从电路量子比特到处理器量子比特的映射并规划指令执行以满足处理器约束。这被称为量子比特映射与路由(QMR)问题。高质量的QMR解决方案对于最大化稀缺量子资源的利用率以及最小化影响计算的逻辑错误概率至关重要。挑战在于量子处理器的拓扑结构多样且快速演变。鉴于这种多样性,已有数十篇论文针对不同的量子比特硬件、连接约束和量子错误纠正方案,通过开发特定上下文的新算法来处理QMR问题。我们提出了一种替代方法:自动生成适用于任意量子处理器的量子比特映射与路由编译器。尽管每个QMR问题各不相同,我们识别出一个共同的核心结构——设备状态机——并利用其构建抽象的QMR问题。我们的表述自然导出了一种紧凑的领域特定语言以指定QMR问题,以及一种强大的参数化算法,可针对任意QMR规范实例化。我们在重要QMR问题的案例研究中进行的全面评估表明,生成的编译器在运行时间和解质量方面可与手工编写的专用编译器相媲美。
Keyword:
qubit layout
simulated annealing

期刊

P
Proceedings of the ACM on Programming Languages-PACMPL
IF:
2.8
论文数:
308
被引数:
4.7K

机构

University of Wisconsin System 封面图
University of Wisconsin System
学者数:
6.7W
论文数: 5.8W
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