Chinese Journal of Quantum Electronics, Volume. 41, Issue 1, 161(2024)
A conversion method for improving fidelity of quantum circuits
Figures & Tables(9)
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算法2 量子线路转换方法输入: 量子线路C, 输出: 满足连通约束的量子线路C'。 step1 step2 step3 将量子线路C分成若干个子量子线路 C1 , C2 , C3 , …, Ck。 将子量子线路 C1 ,C2 , C3 , …, Ck依次通过算法1生成满足连通约束的子线路 C1', C2', C3', …, Ck'。 将满足连通约束的子线路 C1', C2', C3', …, Ck'合成满足连通约束的完整线路C'。
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算法1 交换方式树的生成输入:
子量子线路、 量子计算机的拓扑结构、CNOT错误率输出:
满足连通约束的子量子线路。 step1 初始化根结点RNode。 step2 从当前子量子线路中取出第一个CNOT门, 根据该门的量子比特移动路径得到各种交换方式, 将其以结点的形式, 呈现在交换方式树上, 该结点的父节点为根结点, 并计算对应的ESP。 step3 将树中第一层的结点放入集合Dnodes中。 step4 从当前子量子线路中取出第二个CNOT门, 以第一层集合Dnodes中 的每个结点为父结点, 构建孩子结点, 该每个孩子结点代表线路中的第二个CNOT门的每种交换方式, 记该层为第二层, 计算第二层中的所有结点的ESP。step5 清空集合Dnodes, 将树中第二层的结点放入集合Dnodes中。 step6 对于接下来的门, 与Step2与Step3类似。 step7 从树的最底层中选出ESP最大的结点, 向上寻找父节点, 直至根结点, 其寻找方式为子量子线路的交换方式。
Table 1. Fidelity comparison
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设备名称 Benchmarks S S1 S2 (S - S1)/ S1 (S -S2)/ S2 ibmq_belem mod5mils_65.qasm 52.22% 24.82% 28.45% 110.41% 83.54% 3_17_13.qasm 63.85% 29.50% 60.93% 116.44% 4.79% 4gt13_92.qasm 12.72% 16.38% 13.42% -22.38% -5.22% alu-v0_27.qasm 56.62% 47.83% 45.12% 18.36% 25.49% alu-v1_28.qasm 39.83% 34.50% 41.45% 15.46% -3.90% decod24-v2_43.qasm 41.53% 14.55% 12.15% 185.45% 241.84% mod5d2_64.qasm 21.05% 18.07% 18.17% 16.51% 15.87% ibmq_maila mod5mils_65.qasm 53.93% 52.20% 52.82% 3.32% 2.11% 3_17_13.qasm 53.02% 36.92% 49.47% 43.61% 7.18% 4gt13_92.qasm 21.30% 19.70% 16.08% 8.12% 32.44% alu-v0_27.qasm 30.80% 39.95% 36.98% -22.90% -16.72% alu-v1_28.qasm 49.95% 59.18% 56.43% -15.60% -11.49% decod24-v2_43.qasm 54.53% 31.18% 28.58% 74.88% 90.79% mod5d2_64.qasm 33.18% 28.03% 24.03% 18.37% 38.07% avg 39.29% 36.06%
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Yiren NIU, Zhijin GUAN, Haifeng LI, Junyu LU. A conversion method for improving fidelity of quantum circuits[J]. Chinese Journal of Quantum Electronics, 2024, 41(1): 161
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Received: Dec. 8, 2021
Accepted: --
Published Online: Mar. 19, 2024
The Author Email: GUAN Zhijin (guan.zj@ntu.edu.cn)
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