Towards Fidelity-Optimal Qubit Mapping on NISQ Computers
Notice bibliographique
Résumé
Quantum computing is gaining momentum in revolutionizing the way we approach complex problem-solving. However, the practical implementation of quantum algorithms remains a significant challenge due to the error-prone and hardware limits of near-term quantum devices. For instance, physical qubit connections are limited, which necessitates the use of quantum SWAP gates to dynamically transform the logical topology during execution. In addition, to optimize fidelity, it is essential to ensure that 1) the allocated hardware has a low error rate and 2) the number of SWAP gates injected into the circuit is minimized. To address these challenges, we propose a suite of algorithms: the Fidelity-aware Graph Extraction Algorithm (FGEA) is used to identify the hardware region with the lowest probability of error, the Frequency-based Mapping Algorithm (FMA) allocates logical-physical qubits that reduce the potential distance of topological transformation, and the Heuristic Routing Algorithm (HRA) searches for an optimal swapping injection strategy. We evaluate the proposed algorithms on the IBM-provided Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) computer, using a dataset consisting of 17 different quantum circuits of various sizes. The circuits are executed on the IBM Toronto Falcon processor. The three proposed algorithms outperform the existing SABRE algorithm in reducing the number of SWAP gates required. Therefore, our proposed algorithms hold significant promise in enhancing the fidelity and reducing the number of SWAP gates required in implementing Quantum algorithms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».