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一种提高量子线路保真度的转换方法

A conversion method for improving fidelity of quantum circuits

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在实际量子计算中,量子比特和量子操作表现出不同的品质特性,从而影响量子计算结果的保真度.而量子受控非门(CNOT门)错误率在品质特性中占据主要地位.提出了一种既能满足连通约束又能提高保真度的量子线路转换方法,该方法先通过Floyd算法找出量子位移动路径,基于该路径上存在的一个或多个双量子比特门执行的成功率,构建启发式函数,以此来选择线路中高保真度的交换方式.多个基准测试实验结果表明,与IBM Qiskit工具包中的SabreSwap和StochasticSwap算法相比,本工作所提方法在量子线路保真度方面分别提高了39.29%和36.06%.
In actual quantum computing,qubits and quantum operations exhibit different quality characteristics,which affect the fidelity of quantum computing results.While among the quality characteristics,the error rate of controlled-NOT(CNOT)quantum gate occupies a major position.This research proposes a quantum circuit conversion method that not only satisfies the connectivity constraints but also improves fidelity.The method first finds out the qubit moving path through Floyd algorithm,and constructs a heuristic function based on the success rate of one or more two-qubit gates on the path,then select the high-fidelity switching mode in this circuit.Multiple benchmark experiments show that compared with SabreSwap and StochasticSwap algorithms in IBM Qiskit toolkit,the proposed method improves the quantum line fidelity by 39.29%and 36.06%respectively.

quantum informationquantum circuitfidelitycircuit conversionCNOT error rate

牛义仁、管致锦、李海峰、陆俊宇

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南通大学信息科学技术学院,江苏 南通 226019

量子信息 量子线路 保真度 线路转换 CNOT错误率

国家自然科学基金面上项目福建省科技厅引导性项目

620722592021H0029

2024

量子电子学报
中国光学学会基础光学专业委员会 中国科学院合肥物质科学研究院

量子电子学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.67
ISSN:1007-5461
年,卷(期):2024.41(1)
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