Pulse-level Scheduling of Quantum Circuits for Neutral-Atom Devices
我们展示了如何在中性原子器件架构中实现多量子位门的脉冲级实现,允许同时执行单量子位门和多量子位门作用于重叠的量子位集,这种机制我们称为吸收。以吸收为基础,我们提出了一种算法,以调度执行的量子线路作为一个脉冲序列的中性原子设备上的单通道单和多量子比特门执行。对于任何量子线路的实际相关性,我们观察到,该算法的结果在一个最佳利用的可用资源,不能超越一个不同的调度策略。我们对自定义调度器的基准测试试图在门级最大化并行化,结果表明脉冲级调度器获得的时间与深度成正比,并且对于具有较少量子位的量子线路最为明显。
2022-06-10 quant-ph
AlphaSyndrome: Tackling the Syndrome Measurement Circuit Scheduling Problem for QEC Codes
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Amazon Quantum Technologies(亚马逊量子技术);University of Michigan, Ann Arbor(密歇根大学安娜堡分校)
AlphaSyndrome通过优化综合征测量电路调度,显著降低逻辑错误率,适用于多种量子纠错码。
2026-02-05 cs.ET quant-ph
Two-step approach to scheduling quantum circuits
随着扩大现有量子硬件的努力的进行,有必要以最小化操作数量的方式调度量子门。必须满足三个约束:特定算法中量子门的顺序或依赖性,任何量子位一次最多只能涉及一个门的事实,以及两个量子位门只能在连接的量子位之间实现的限制。最后一个方面意味着编译不仅取决于算法,还取决于硬件属性,如连通性。在这里,我们建议一个两步的方法,其中逻辑门最初计划忽略连接的考虑,而路由操作添加在稍后的步骤中的方式,最大限度地减少其开销。我们重新措辞的门调度的子任务,如边着色和最大子图同构的图形问题。虽然这种方法是通用的,但我们专门针对一维量子位阵列提出了一种交换操作数量最少的路由方案。作为一个实际应用,我们调度的量子近似优化算法在线性几何和量化减少门的数量和电路深度,结果从增加调度策略的效率。
2018-05-14 cs.ET quant-ph
Fidelity-Aware Scheduling of Quantum Circuits on Multi-QPU Systems
针对多QPU系统,提出基于图神经网络的保真度感知调度框架,编译前估计各电路在各QPU上的保真度,以权衡执行保真度与并行性,近似最优分配并节省计算资源。
2026-09-16 cs.AI cs.ET quant-ph
QuMod: Parallel Quantum Job Scheduling on Modular QPUs using Circuit Cutting
Case Western Reserve University(凯斯西储大学)
本文提出一种多程序调度器,用于模块化量子系统,综合考虑量子比特映射、并行电路执行、子电路测量同步及量子处理器间动态电路的量子态传输。
2026-04-13 cs.DC cs.ET quant-ph
Differentiable Quantum Architecture Search For Job Shop Scheduling Problem
本文提出JSSP-DQAS框架,将可微量子架构搜索扩展至基于变分量子本征求解器的作业车间调度问题,通过重新定义操作池自动生成抗噪电路架构,显著提升了求解效率。
2024-01-03 quant-ph
Noise-aware selection of circuit cutting strategies under hardware noise non-uniformity
Indian Institute of Science, Bangalore(印度科学研究所);IBM Quantum , IBM India Research Lab(IBM量子,IBM印度研究实验室);IBM Research, India(IBM印度研究院)
本文提出一种考虑硬件噪声非均匀性的电路切割框架,通过统一的门和线切割方法,减少执行开销并保持与低噪声区域的对齐,实现高效电路切割。
2026-04-27 cs.ET quant-ph
Ecmas: Efficient Circuit Mapping and Scheduling for Surface Code
本文提出Ecmas方法,通过引入电路并行度和芯片通信容量两个指标,实现资源自适应的表面码映射与调度,平均减少51.5%执行时间,并在多数基准中达到最优。
2023-12-23 quant-ph
Distributed Scheduling of Quantum Circuits with Noise and Time Optimization
本文针对噪声量子计算环境,提出基于ILP的分布式子电路调度方法以最大化保真度并满足时间约束,并给出多项式时间图论调度方案,在有限硬件条件下显著提升量子电路性能。
2025-07-02 quant-ph
Hardware-aware and Resource-efficient Circuit Packing and Scheduling on Trapped-Ion Quantum Computers
Fordham University(福特汉姆大学);University of South Florida(南佛罗里达大学);University of Washington(华盛顿大学)
CircPack是一种面向硬件的量子电路打包框架,通过二维打包问题和硬件特定约束,提高囚离子量子计算机的保真度、利用率和层减少,提升量子云计算效率。
2025-12-24 quant-ph
Fast quantum circuit simulation using hardware accelerated general purpose libraries
量子线路模拟器具有利用大规模硬件并行性的悠久传统。在大多数情况下,并行性由专门为量子线路定制的专用库支持。量子线路模拟器是量子软件栈的组成部分,这些软件栈主要用Python编写。我们的重点一直是Python生态系统中的易用性、实现和可维护性。我们报告了我们通过使用CuPy(一种专门为基于CUDA的GPU开发的通用库(线性代数))来模拟量子线路所获得的性能增益。与最先进的基于C++的模拟器相比,对于至高无上的电路,加速比约为2倍,对于量子乘法器,加速比约为22倍。
2021-06-26 cs.ET quant-ph
Online Scheduled Execution of Quantum Circuits Protected by Surface Codes
量子线路是表达量子信息处理任务的首选形式。量子线路设计自动化方法大多使用瀑布方法,并认为高级电路描述是硬件不可知的。这种假设导致了静态电路的观点:量子比特和量子门的数量在电路执行之前就确定了,并且一切都被认为是可靠的,故障概率为零。实现可靠的容错量子计算存在许多不同的方案,不同的方案适用于不同的体系结构。一些大型实验小组正在开发非常适合被表面量子纠错码保护的架构。这样的电路可能包括不可靠的逻辑元件,例如状态蒸馏,其故障只能在其实际执行之后确定。因此,实际的逻辑电路,正如许多团体所设想的那样,很可能具有动态结构。这就需要对它们的执行进行在线调度:只有在前面的元素完成执行之后,才能确切地知道需要执行什么。这项工作表明,调度共享的相似之处,地点和路线的方法。本文还介绍了第一个用表面码保护的量子线路的在线加密器。通过比较新方法和静态调度的表面码保护容错电路的调度效率,突出了调度效率。
2017-11-04 quant-ph
NISQ circuit compilation is the travelling salesman problem on a torus
噪声中等规模量子计算机(NISQ)预计将执行高达几百个量子位的量子线路。这些电路必须符合NISQ架构的限制,关于量子位分配和多量子位门的执行。量子线路编译(QCC)取一个兼容电路,输出一个兼容电路.经典的优化方法可以用于QCC吗?编译是一个已知的组合问题,可以通过两种类型的操作来解决:1)量子比特分配,以及2)门调度。我们非正式地表明,这两个操作形成一个离散环。QCC的搜索景观是二维离散环面,其中顶点表示电路量子位如何分配给NISQ寄存器的配置。环面的边缘加权调度电路门的成本。我们的方法的新颖性利用了电路的门列表是循环的这一事实:编译可以从任何门开始,只要所有的门都将被处理,并且编译后的电路具有正确的门顺序。我们的工作弥合了经典电路设计自动化和新兴的量子线路优化领域之间的理论和实践差距。
2021-02-09 cs.DS cs.ET cs.SE
Error-mitigated data-driven circuit learning on noisy quantum hardware
受应用启发的基准测试衡量量子设备执行有意义计算的能力。在参数化电路训练的情况下,计算任务是通过优化损耗景观来准备目标量子态。这是复杂的各种来源的噪声,固定的硬件连接,并为生成建模,目标分布的选择。由于优化步骤使用量子设备来估计损失函数梯度的附加要求,基于量子的训练已经成为有噪声的中间尺度量子计算机的有用基准测试任务。在这项工作中,我们使用基于梯度的数据驱动的电路学习基准性能的几个超导平台设备和目前的结果,显示如何减少错误可以改善训练的量子电路玻恩机与$28$可调参数。
2019-11-29 cs.ET quant-ph
Circuit decompositions and scheduling for neutral atom devices with limited local addressability
针对中性原子架构缺乏单量子比特旋转局部寻址能力的问题,提出一种优化的编译器流水线,通过线路分解与调度最小化全局门数量及旋转量,使线路持续时间最高加速53.8倍并显著提升保真度。
2024-09-23 cs.AR cs.ET quant-ph
Multi-qubit Lattice Surgery Scheduling
针对容错量子计算中的多量子比特长程操作,提出一种基于最早可用优先策略和Steiner树表示的格点手术调度方法,显著减少了门数量、电路长度及预期执行时间。
2024-06-10 cs.AR math.OC quant-ph
Deadline-Aware Scheduling of Distributed Quantum Circuits in Near-Term Quantum Cloud
本文提出了一种面向截止时间的分布式量子电路调度框架,通过高效导线切割技术在近期量子云中提升执行效率和请求处理能力。
2025-12-04 cs.NI quant-ph
Error Mitigation in Quantum Computers through Instruction Scheduling
量子系统具有展示显著的计算优势的潜力,但是当前的量子设备遭受错误的快速积累,这阻止了量子信息在延长的时间段内的存储。量子位与其环境以及彼此之间的无意耦合给计算增加了显著的噪声,需要改进方法来对抗退相干,以提高量子算法在真实机器上的性能。虽然许多现有的减少错误的技术依赖于向电路添加额外的门,校准新的门,或延长电路的运行时间,但本文的主要贡献是利用量子程序中已经存在的门,而不延长电路持续时间。我们利用电路松弛的单量子位门发生在空闲窗口,调度门,使他们的时间可以抵消一些错误。自旋回波校正,减轻空闲量子位的退相干作为这项工作的灵感。然而,理论模型无法捕获NISQ设备中的所有噪声源,因此需要实际解决方案,以更好地最大限度地减少量子机器中不可预测的错误的影响。本文介绍了TimeStitch:一个新的框架,精确定位的最佳执行调度单量子位门在量子线路。TimeStitch作为编译通道实现,利用量子计算的可逆性来促进电路在真实量子机器上的成功。
2021-11-10 quant-ph
Efficient Classical Processing of Constant-Depth Time Evolution Circuits in Control Hardware
本研究聚焦优化量子算法的经典处理环节,提出利用硬件辅助的参数化电路执行(PCE)处理结构等价的恒定深度时间演化电路,在两类自旋模型关联函数计算中实现最高50%的运行时间缩减,可缓解近期量子算法的经典瓶颈。
2025-07-30 cs.ET quant-ph
Hardware-Assisted Parameterized Circuit Execution
本文提出一种基于软硬件协同设计的硬件辅助协议,通过软件剥离参数化角度、硬件实时拼接参数,在QubiC上执行参数化量子电路,显著减少了波形编译时间并加速了电路总执行时间。
2025-06-25 quant-ph
Shallower CNOT circuits on realistic quantum hardware
我们专注于CNOT电路在有限连接硬件上的深度优化。我们采用了来自Kendall等人的算法,该算法在线性最近邻(LNN)架构上最多实现$5n$深度的任何$n$ -量子位CNOT电路。我们的建议是一个块版本的Kendall等人。的算法是可扩展的与硬件中可用的交互的数量:我们有越多的交互越少的深度。我们得到更好的理论上界,我们提供了一个简单的实现算法。总的来说,我们在一些现实的量子硬件(如网格或梯子)上实现了CNOT电路的更好的深度复杂性。例如,可以在深度$4n$中执行网格上的$n$ -量子位CNOT电路。
2023-03-13 quant-ph
Efficient Circuit Cutting and Scheduling in a Multi-Node Quantum System with Dynamic EPR Pairs
本文提出 EC2S 系统,通过结合动态 EPR 对与电路切割技术,优化多节点量子系统中的子电路重构与调度,显著提升了保真度并大幅降低了系统开销。
2024-12-24 cs.DC quant-ph
BQA: A High-performance Quantum Circuits Scheduling Strategy Based on Heuristic Search
当前,量子计算正以其高并行性和高计算能力为许多领域带来新的解决方案而高速发展。但是,由于芯片工艺技术的原因,很难在量子芯片上实现所有量子比特的完全耦合,因此在将量子线路编译到物理芯片上时,需要通过插入交换门的方式,确保双量子比特门作用于一对耦合的量子比特。当大量的交换门被插入时,会造成很大的额外成本,导致量子线路的执行时间变长。本文设计了一种基于业务的交换门插入方法BQA(Busy Qubits Avoid)。我们利用量子比特上门数量的不平衡,试图隐藏交换门的开销。与此同时,我们也希望交换门对后续的双量子位门产生尽可能小的负面影响。我们设计了一个启发式函数,可以同时考虑这两点。与qiskit相比,用我们提出的方法优化的电路的执行时间仅为qiskit编译电路的0. 5倍。当双量子比特门的数目较大时,它将达到比一般情况更高的水平。这意味着更高的执行效率和更低的去相干错误率。
2022-09-08 quant-ph
Relaxing Hardware Requirements for Surface Code Circuits using Time-dynamics
该研究利用检测区域概念设计时间动态量子纠错电路,改进表面码构造,放宽硬件适配要求,且保持与标准表面码相近的逻辑性能。
2023-09-14 quant-ph
Constraint-Optimal Driven Allocation for Scalable QEC Decoder Scheduling
Pukyong National University(釜庆国立大学);Kyungpook National University(庆北国立大学)
本文提出Constraint-Optimal Driven Allocation算法,通过全局电路结构优化,减少解码序列长度,提升资源利用效率和可扩展性。
2026-04-07 quant-ph
Mapping of Topological Quantum Circuits to Physical Hardware
拓扑量子计算是实现大规模、纠错计算的一种很有前途的技术。量子硬件用于创建纠缠量子位的大型三维晶格,同时执行计算需要根据拓扑电路规范进行策略测量。规范是一种几何结构,定义了编码信息和容错操作。拓扑电路的编译是量子计算机编程的一个重要方面,另一个是拓扑电路到硬件执行的操作的映射。每个量子比特都必须被控制,并且需要测量结果来将编码的量子信息从输入传播到输出。在这项工作中,我们介绍了一种算法,用于映射拓扑电路的物理硬件所需的操作。我们确定计算机中每个量子位的控制命令,以及在信息通过电路时跟踪信息所需的相关测量。
2014-03-10 quant-ph
Scalable Circuit Cutting and Scheduling in a Resource-constrained and Distributed Quantum System
本文提出FitCut方法,将量子电路转换为加权图并结合社区发现与调度算法,在资源受限的多节点量子系统中实现高效电路切割,显著优于Qiskit Circuit Knitting Toolbox。
2024-05-07 cs.DC quant-ph
Hardware Architecture for a Quantum Computer Trusted Execution Environment
本文提出首个量子计算机可信执行环境硬件架构,利用诱饵控制脉冲混淆模拟控制脉冲,并在稀释制冷机内衰减诱饵脉冲,结合防篡改硬件和变分距离度量,实现对用户量子电路和数据的安全保护。
2023-08-07 cs.ET quant-ph
Exploring Airline Gate-Scheduling Optimization Using Quantum Computers
研究了量子计算技术在航空公司机位调度二次分配问题(QAP)中的应用。我们探讨的量子计算的硬件架构和软件环境,这些类型的问题移植到量子计算机的经典版本。讨论了二次无约束二元优化问题的变分量子本征求解器和空间有效图着色问题。使用IBM量子计算模拟器和27量子比特超导transmon IBM量子计算硬件平台,通过8门和24飞行测试用例测试这些增强的量子计算算法。
2021-11-18 cs.CC quant-ph
Scheduler of quantum circuits based on dynamical pattern improvement and its application to hardware design
随着量子硬件复杂性的增加,成功的算法执行在很大程度上依赖于对现有设备约束的感知。在这项工作中,我们专注于在机器上路由量子信息的问题,以克服量子硬件的有限连接。以前的方法分别解决每个双量子位门的问题,然后强加不同路线的兼容性。在这里,我们将焦点转移到在任何给定时间都可能的所有路由操作的集合上,并支持那些最有利于双量子位门全局模式的路由操作。我们基准我们的优化技术调度transmon芯片的变分算法。最后,我们将我们的调度的设计问题,量化的影响,制造决策。具体来说,我们解决了超导体系结构中不同量子比特频率的数量,以及它们如何影响量子傅里叶变换的算法性能。
2019-11-29 cs.ET quant-ph
An Optimization Case Study for solving a Transport Robot Scheduling Problem on Quantum-Hybrid and Quantum-Inspired Hardware
Fraunhofer ITWM(弗劳恩霍夫信息技术与数学研究所);BASF Digital Solutions GmbH(巴斯夫数字解决方案有限公司);BASF SE(巴斯夫欧洲公司)
本研究比较了D-Waves量子-经典混合框架、Fujitsu量子启发式数字退火器与Gurobi经典求解器在解决运输机器人调度问题上的性能,通过三种模型评估了求解质量与端到端运行时间,揭示了不同方法的优缺点。
2023-10-24 cs.AI quant-ph
Compiling quantum circuits to realistic hardware architectures using temporal planners
NASA Ames Research Center, Quantum Artificial Intelligence Laboratory(美国国家航空航天局阿姆斯研究中心,量子人工智能实验室);USRA Research Institute for Advanced Computer Science (RIACS)(美国宇航局高级计算机科学研究所(RIACS));Stinger Ghaffarian Technologies (SGT Inc.)(Stinger Ghaffarian技术(SGT公司));NASA Ames Research Center, Planning and Scheduling Group(美国国家航空航天局阿姆斯研究中心,计划与调度组)
本文研究了将量子电路编译到新兴量子硬件的时空规划方法,重点探讨了超导架构的最近邻约束,并通过QAOA电路的实验验证了时间规划在编译优化中的可行性。
2017-12-21 cs.AI cs.ET cs.SY
SAT-Based Quantum Circuit Adaptation
随着量子计算这一新兴领域的发展,越来越多的量子硬件形态,如超导电子电路、半导体自旋、被俘获离子和中性原子,已经变得可用于执行量子计算。这些量子硬件模态表现出变化的特性并且实现不同的通用量子门集合,其可以例如包含若干不同的两量子比特量子门。将量子线路从可能与硬件无关的通用量子门集合适配到目标硬件模态的量子门集合对预期量子计算的保真度和持续时间具有关键影响。然而,当前的量子线路适配技术仅应用特定的分解或者仅允许对目标量子线路的局部改进,潜在地导致具有比所需更少的保真度或更多的量子比特空闲时间的量子计算。这些问题被硬件原生量子门的多个选项进一步加剧,从而使得多个通用量子门集合可被硬件模态访问。在这项工作中,我们开发了一个可满足性模理论模型,确定一个优化的量子线路适应给定一组允许的替代和分解,目标硬件模态和量子线路进行调整。我们进一步讨论了半导体自旋硬件模态的物理,显示不同的两个量子位量子门的可能实现,并评估半导体自旋硬件模态的开发模型。在噪声模拟器上使用所开发的量子线路自适应方法,我们表明,与替代的量子线路自适应技术相比,Hellinger保真度可以提高高达40%,量子比特空闲时间可以减少高达87%。
2023-01-27 quant-ph
Multi-controlled Phase Gate Synthesis with ZX-calculus applied to Neutral Atom Hardware
本文提出一种基于ZX演算的多控制相位门综合方法,利用ZX图的图结构识别电路中隐含的多控制相位门,并在中性原子硬件上验证了其相对于Qiskit综合的执行时间优势。
2024-08-12 cs.ET quant-ph
Alternating ZX Circuit Extraction for Hardware-Adaptive Compilation
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Ludwig-Maximilians-University Munich(慕尼黑大学);Software Competence Center Hagenberg GmbH(哈根堡软件能力中心有限公司);Munich Quantum Software Company GmbH(慕尼黑量子软件公司有限公司)
本文提出了一种结合ZX图与硬件适应性路由的量子电路提取方法,通过交替生成和评估提取选项,提升编译过程的灵活性和适应性。
2026-01-27 quant-ph
RH: An Architecture for Redesigning Quantum Circuits on Quantum Hardware Devices
提出基于EQ-GAN的RH架构,通过前置随机量子电路模块将量子态学习扩展至酉变换学习,并用于电路等价性检验与变分重构。
2025-05-16 quant-ph
Specification of photonic circuits using Quantum Hardware Description Language
简单的观察,一组量子光输入输出设备的互连可以指定使用结构模式超高速集成电路硬件描述语言(VHDL),我们演示了一个计算机辅助的示意图捕获工作流程建模和模拟多组件光子电路。我们描述了一个算法解析电路的描述,推导出量子运动方程,说明我们的方法使用简单的例子,基于线性和腔非线性光学元件,并展示了计算方法,分层模型简化。
2011-11-14 physics.optics quant-ph
Wigner's Friend as a Circuit: Inter-Branch Communication Witness Benchmarks on Superconducting Quantum Hardware
Astradyne
该研究在超导量子硬件上实现了用于评估非理想通道可检测性的可重复操作约束流程,通过五量子位实例验证了跨分支通信见证的基准测试。
2026-01-22 cs.ET quant-ph
Beyond Logical Circuits: Hardware-Aware Analysis of Expressibility and Trainability in Variational Quantum Algorithms
Division of Engineering, New York University Abu Dhabi (NYUAD)(纽约大学阿布扎比分校工程学院);Center for Quantum and Topological Systems (CQTS), NYUAD Research Institute, NYUAD(纽约大学阿布扎比分校研究院量子与拓扑系统中心)
本文通过比较逻辑和硬件编译后的参数化量子电路,系统分析了变分量子算法中表达能力和可训练性受硬件感知编译的影响,发现编译会显著改变电路特性且依赖具体架构。
2026-05-25 quant-ph
Hardware-native quantum phase estimation with circuit QED
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学)
提出一种利用电路量子电动力学(cQED)的迭代量子相位估计协议,通过二进制阈值测试和同质测量实现海森堡极限精度,无需逆量子傅里叶变换,降低了硬件复杂度。
2026-07-07 quant-ph
Transformations for accelerator-based quantum circuit simulation in Haskell
为了有效的量子线路的硬件加速模拟,我们可以定义特定于硬件的量子线路变换。我们使用函数式编程方法来创建一个量子电路分析和转换方法在Haskell中实现。这个工具是我们更大的量子计算模拟工具链的关键部分。作为硬件加速的一个例子,我们讨论了基于FPGA的模拟选定的量子算术电路,包括转换步骤,以优化硬件利用率。基于Haskell的分析和转换工具的未来发展步骤进行了概述。所描述的工具链可以在GitHub上找到:https://github.com/DevdudeSami/fqt。
2022-10-23 cs.PL quant-ph
Lie Group Diffusion Models for Hardware-Aware Quantum Circuit Synthesis
Stanford University(斯坦福大学)
提出李群扩散模型,结合SU(2)流形几何和硬件约束,通过电路骨架选择器和扩散模型生成量子电路,在哈密顿模拟任务中优于基线,并支持定制化约束。
2026-06-28 cs.LG quant-ph
Pulse-efficient circuit transpilation for quantum applications on cross-resonance-based hardware
我们展示了一个脉冲有效的电路编译框架噪声量子硬件。这是通过缩放交叉共振脉冲并将每个脉冲暴露为门来实现的,以使用transiler消除冗余的单量子位操作。至关重要的是,不需要额外的校准就可以产生比基于hocT的transilation更好的结果。因此,这种脉冲高效的电路转换使得能够更好地使用有限的相干时间,而不需要用户了解脉冲级细节。作为示范,我们实现了一个连续的家庭交叉共振为基础的门SU(4)利用Cartan的分解。我们用过程层析成像测量了脉冲有效电路的优点,并观察到IBM Quantum器件上RZZ(θ)和任意SU(4)门的保真度误差减少了50%。我们通过运行应用于MAXCUT的量子近似优化算法的电路,将此框架应用于量子应用。对于一个11量子比特的非硬件本机图,我们的方法减少了高达52%的总调度时间和高达38%的错误
2021-05-03 quant-ph
Idling error suppression through gate scheduling
Fujitsu Research, Fujitsu Limited(富士通研究所);RIKEN Center for Quantum Computing(理化学研究所量子计算中心)
提出一种无需额外门操作、通过调整量子门执行时序来抑制空闲错误的方法,数值模拟和硬件实验表明可显著提升计算精度,并给出理论框架。
2026-07-03 quant-ph
Late Breaking Results: Hardware-Aware Compilation Reshapes Trainability in Variational Quantum Circuits
eBRAIN Lab, Division of Engineering, New York University (NYU) Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校工程学院);Center for Quantum and Topological Systems, NYUAD Research Institute, NYU Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校研究学院量子与拓扑系统中心)
本文通过参数平移和梯度方差估计,研究了硬件感知编译(transpilation)对变分量子电路梯度统计的影响,发现编译会隐式改变优化景观结构,尤其影响浅层密集纠缠电路的可训练性。
2026-06-01 quant-ph
Fault-tolerant embedding of quantum circuits on hardware architectures via swap gates
Entropica Labs(恩特罗皮卡实验室);Yale-NUS College(耶鲁-南洋学院);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心)
针对近期量子硬件量子比特连通性受限的问题,提出一种保留抽象线路容错特性的交换门嵌入策略,实验表明其在表面码嵌入场景中性能恶化程度较低,为现有硬件实现容错线路提供了直接方案。
2024-06-24 quant-ph
Comparing a Few Qubit Systems for Superconducting Hardware Compatibility and Circuit Design Sensitivity in Qiskit
Democritus University of Thrace(色雷斯民主大学)
本文通过IBM Sherbrooke 127量子处理器研究三种基本电路在4到10个量子比特上的性能,探讨电路复杂度、噪声鲁棒性和资源利用之间的权衡,揭示材料属性对量子电路可靠性的影响。
2026-04-04 quant-ph
On universality of hardware-efficient ansatzes
该研究针对硬件高效型变分电路(HEA),通过证明任何相关量子电路可高效表示为HEA电路,得出模拟HEA某些主要类别的问题是BQP完全的结论,揭示了HEA的普适性特征。
2025-11-13 quant-ph
How Parallel Circuit Execution Can Be Useful for NISQ Computing?
量子计算在短期内在噪声中等规模量子(NISQ)硬件上进行。由于NISQ设备上不可避免的噪声量子操作,只有小电路可以在量子机器上可靠地执行,导致硬件资源利用不足。随着访问量子硬件的需求不断增长,如何在保持输出保真度的同时更有效地利用它正成为一个及时的问题。已经提出了并行电路执行技术来通过在硬件上同时执行多个程序来解决这个问题。它可以提高硬件吞吐量,减少整体运行时间。然而,串扰等累积噪音可能会降低并行工作负载执行中的输出保真度。在本文中,我们首先深入概述了最先进的并行电路执行方法。其次,我们提出了一个量子串扰感知并行工作负载执行方法(QuCP)没有串扰表征的开销。第三,我们研究硬件吞吐量和保真度损失之间的权衡,以探索并行电路执行的硬件限制。最后,我们将并行电路执行应用于VQE和零噪声外推误差消除方法,以展示其在推进NISQ计算方面的各种应用。
2021-12-01 cs.AR quant-ph
VQA for Dynamic Portfolio Optimization: Sampling Strategies, Optimizer Scheduling, and Hardware-Aware Ansatz Design
PINQ 2
研究变分量子算法在动态投资组合优化中的性能,提出自适应CVaR调度、两阶段优化器和两种硬件感知拟设布局,在150量子比特实例和ibm_quebec QPU上验证了采样策略、优化器调度和布局设计对性能的显著影响。
2026-06-08 cs.CE quant-ph
Auto-calibrating Universal Programmable Photonic Circuits: Hardware Error-Correction and Defect Resilience
该研究验证了基于相移层与DFrFT交错的通用光子电路架构,在中间操作扰动、每层最多1个故障移相器的情况下仍保持通用性与缺陷韧性,可实现制造后自动校准以补偿相位元件误差缺陷。
2023-08-17 cs.ET physics.optics quant-ph
Application-Aware Benchmarking on NISQ Hardware using Expectation Value Fidelities
本文提出利用 Clifford 电路族和期望值保真度的低成本应用感知基准测试协议,可预测 NISQ 硬件上保真度随电路深度的变化,并评估量子误差缓解技术。
2025-03-18 quant-ph
A mixed-integer program for circuit execution time minimization with precedence constraints
本文提出混合整数规划调度模型,通过最大化量子电路中非重叠门的并行执行来最小化执行时间,并在 ma-QAOA 求解 MaxCut 问题上验证其相比分层和贪心调度可节省高达24%的执行时间。
2025-04-12 quant-ph
Deployment of Large IQP Circuit Born Machines on Qubit-Limited Hardware Using Noise Injection
Korea Institute of Science and Technology Information(韩国科学技术信息研究院)
本文提出一种在量子比特受限硬件上部署大型IQP电路玻恩机的协议,通过逻辑层噪声注入分解电路并重采样缓解误差,实验表明其能提高分布相似性并更好保留相关结构。
2026-09-29 quant-ph