The increasing capabilities of quantum computing hardware and the challenge of realizing deep quantum circuits require fully automated and efficient tools for compiling quantum circuits. To express arbitrary circuits in a sequence of native gates specific to the quantum computer architecture, it is necessary to make algorithms portable across the landscape of quantum hardware providers. In this work, we present a compiler capable of transforming and optimizing a quantum circuit targeting a shuttling-based trapped-ion quantum processor. It consists of custom algorithms set on top of the quantum circuit framework Pytket. The performance was evaluated for a wide range of quantum circuits and the results show that the gate counts can be reduced by factors up to 5.1 compared to standard Pytket and up to 2.2 compared to standard Qiskit compilation.


翻译:量子计算硬件能力的不断提升以及实现深度量子电路的挑战,迫切需要全自动且高效的量子电路编译工具。为了在特定于量子计算机架构的本征门序列中表示任意电路,必须使算法能够跨量子硬件提供商移植。本文提出了一种编译器,能够对面向穿梭捕获离子量子处理器的量子电路进行变换和优化。该编译器基于量子电路框架Pytket构建了一套定制算法。我们针对多种量子电路进行了性能评估,结果表明,与标准Pytket相比,门数量最多可减少5.1倍;与标准Qiskit编译相比,最多可减少2.2倍。

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