Graph-Based Identification of Qubit Network (GidNET) for Qubit Reuse
Notice bibliographique
Résumé
Quantum computing introduces the challenge of optimizing quantum resources crucial for executing algorithms within the limited qubit availability of current quantum architectures. Existing qubit reuse algorithms face a trade-off between optimality and scalability, with some achieving optimal reuse but limited scalability due to computational complexities, while others exhibit reduced runtime at the expense of optimality. This paper introduces GidNET (Graph-based Identification of qubit NETwork), an algorithm for optimizing qubit reuse in quantum circuits. By analyzing the circuit's Directed Acyclic Graph (DAG) representation and its corresponding candidate matrix, GidNET identifies higher-quality pathways for qubit reuse more efficiently. Through a comparative study with established algorithms, notably QNET [1], GidNET not only achieves a consistent reduction in compiled circuit widths by a geometric mean of 4.4%, reaching up to 21% in larger circuits, but also demonstrates enhanced computational speed and scaling, with average execution time reduction of 97.4% (i.e., 38.5× geometric mean speedup) and up to 99.3% (142.9× speedup) across various circuit sizes. Furthermore, GidNET consistently outperforms Qiskit in circuit width reduction, achieving an average improvement of 59.3%, with maximum reductions of up to 72% in the largest tested circuits. These results demonstrate GidNET's ability to improve circuit width and runtime, offering a solution for quantum computers with limited numbers of qubits.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».