A common approach to quantum circuit transformation is to use the properties of a specific gate set to create an efficient representation of a given circuit's unitary, such as a parity matrix or stabiliser tableau, and then resynthesise an improved circuit, e.g. with fewer gates or respecting connectivity constraints. Since these methods rely on a restricted gate set, generalisation to arbitrary circuits usually involves slicing the circuit into pieces that can be resynthesised and working with these separately. The choices made about what gates should go into each slice can have a major effect on the performance of the resynthesis. In this paper we propose an alternative approach to generalising these resynthesis algorithms to general quantum circuits. Instead of cutting the circuit into slices, we "cut out" the gates we can't resynthesise leaving holes in our quantum circuit. The result is a second-order process called a quantum comb, which can be resynthesised directly. We apply this idea to the RowCol algorithm, which resynthesises CNOT circuits for topologically constrained hardware, explaining how we were able to extend it to work for quantum combs. We then compare the generalisation of RowCol using our method to the naive "slice and build" method empirically on a variety of circuit sizes and hardware topologies. Finally, we outline how quantum combs could be used to help generalise other resynthesis algorithms.


翻译:将量子电路变换的一种常见方法是利用特定门集合的性质,为给定电路的酉算子(如奇偶校验矩阵或稳定子表格)创建高效表示,然后重新合成改进后的电路(例如减少门数或满足连通性约束)。由于这些方法依赖于受限门集合,将其推广到任意电路通常需要将电路分割成可重新合成的片段并分别处理。各片段中门的选择会对重合成性能产生重大影响。本文提出一种将重合成算法推广到通用量子电路的新方法:我们不切割电路片段,而是"挖掉"无法重合成的门,在量子电路中留下"孔洞",从而得到一个称为量子梳的二阶过程,该过程可直接进行重合成。我们将此思想应用于RowCol算法——该算法针对拓扑约束硬件重合成CNOT电路,并阐述了如何将其扩展至处理量子梳。随后在多种电路规模和硬件拓扑结构下,通过实验将我们的方法推广的RowCol算法与朴素的"切片-构建"方法进行对比。最后,我们概述了量子梳如何助力其他重合成算法的推广。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月17日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月17日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月16日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月13日
Reasoning on Knowledge Graphs with Debate Dynamics
Arxiv
14+阅读 · 2020年1月2日
VIP会员
最新内容
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
9+阅读 · 今天7:47
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:37
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:14
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
11+阅读 · 6月10日
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
11+阅读 · 6月10日
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
5+阅读 · 6月10日
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
16+阅读 · 6月10日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员