菲利普·尼曼;卢卡·米勒;罗尔夫·德雷克斯勒 使用SAT寻找非本机CNOT门的最佳实现。 （英语） Zbl 07419495号 Yamashita、Shigeru（编辑）等，《可逆计算》。第13届国际会议，RC 2021，虚拟活动，2021年7月7日至8日。诉讼程序。查姆：斯普林格。莱克特。注释计算。科学。12805, 242-255 (2021). 概要：量子计算机体系结构对量子门的可用性设置了限制。虽然每个量子比特上通常都有单量子比特门，但像CNOT门这样的多量子比特门只能应用于所有成对量子比特的子集。因此，为了满足这些限制，给定的量子电路通常需要在执行之前进行变换。现有的转换方法主要侧重于使用SWAP门来实现体系结构中本不可用的CNOT门。由于SWAP门由CNOT和单量子比特哈达玛门组成，因此这种方法可能无法产生最小解。在这项工作中，我们提出了一种方法，通过将公式用作布尔可满足性（SAT）问题来寻找非本机CNOT的最佳实现，即使用本机CNOT和Hadamard门的最小数量。虽然量子态、门和电路的直接表示需要指数数量的复值变量，但该方法使用了只需要二次数量变量的专用表示，所有变量都是布尔的。正如实验结果所证实的那样，尽管SAT问题具有指数级的复杂性，但最终的问题公式仍能很好地扩展，并使我们能够确定16量子位IBM QX5架构的非本机CNOT门的显著改进实现。关于整个系列，请参见[兹比尔1473.68021]. 理学硕士： 2009年第68季度 其他非经典计算模型 2010年第68季度 计算模式（非确定性、并行、交互式、概率性等） 81第68页 量子计算 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{P.Niemann}等人，Lect。注释计算。科学。12805、242--255（2021；Zbl 07419495） 全文： 内政部 参考文献： [1] IBM问答。https://www.research.ibm.com/ibm-q/。2020年10月14日访问 [2] Aaronson，S.，Gottesman，D.：稳定器电路的改进模拟。物理学。修订版A 70（5）（2004年）。https://doi.org/10.103/physreva.70.052328 [3] Ash-Saki，A.，Alam，M.，Ghosh，S.：QURE：噪声中等规模量子计算机中的比特重新分配。摘自：设计自动化会议，第141:1-141:6页。ACM，纽约（2019年） [4] Botea，A.，Kishimoto，A.，Marinescu，R.：关于量子电路编译的复杂性。收录于：SOCS，第138-142页。AAAI出版社（2018） [5] Boykin，P.，Mor，T.，Pulver，M.，Roychowdhury，V.，Vatan，F.：一种新的通用容错量子基础。信息处理。莱特。75, 101-107 (2000). https://doi.org/10.1016/S0020-0190(00)00084-3 ·Zbl 1338.68072号 ·doi:10.1016/S0020-0190（00）00084-3 [6] 库克，S.A.：定理证明过程的复杂性。摘自：计算机理论研讨会，第151-158页（1971年）·兹比尔0253.68020 [7] de Moura，L.，Björner，N.：Z3：高效SMT求解器。收录：Ramakrishnan，C.R.，Rehof，J.（编辑）TACAS 2008。LNCS，第4963卷，第337-340页。施普林格，海德堡（2008）。https://doi.org/10.1007/978-3-540-78800-3_24 ·doi:10.1007/978-3-540-78800-3_24 [8] Nash，B.，Gheorghiu，V.，Mosca，M.：NISQ架构的量子电路优化。量子科学。Technol公司。5(2), 025010 (2020) ·doi:10.1088/2058-9565/ab79b1 [9] Nielsen，M.A.，Chuang，I.L.：《量子计算与量子信息：十周年纪念版》。剑桥大学出版社（2010）。https://doi.org/10.1017/CBO9780511976667 ·Zbl 1288.81001号 [10] Niemann，P.、Wille，R.、Miller，D.M.、Thornton，M.A.、Drechsler，R.:QMDD：有效的量子函数表示和操作。IEEE传输。CAD 35（1），86-99（2016）。https://doi.org/10.109/TCAD.2015.2459034 ·doi:10.1109/TCAD.2015.2459034 [11] Niemetz，A.，Preiner，M.，Biere，A.：Boolector 2.0。J.满意。布尔模型。计算。9(1), 53-58 (2014). https://doi.org/10.3233/sat190101 ·doi:10.3233/sat190101 [12] Ranise，S.，Tinelli，C.：可满足模理论库（SMT-LIB）。www.SMT-LIB.org（2006） [13] Rintanen，J.：《规划与SAT》，摘自：《可满足性手册》，第185卷，第483-504页（2009年） [14] Siraichi，M.Y.，Santos，V.F.d.，Collange，S.，Pereira，F.M.Q.：比特分配。摘自：代码生成和优化国际研讨会，CGO 2018，维也纳，第113-125页。ACM（2018）。https://doi.org/10.1145/3168822 [15] Wille，R.、Große，D.、Teuber，L.、Dueck，G.W.、Drechsler，R.：RevLib：可逆函数和可逆电路的在线资源。摘自：多值逻辑国际研讨会，第220-225页（2008） [16] Wille，R.、Burgholzer，L.、Zulehner，A.：使用最少数量的SWAP和H操作将量子电路映射到IBM QX体系结构。见：设计自动化会议，第142:1-142:6页。ACM（2019年） [17] Zulehner，A.、Paler，A.、Wille，R.：将量子电路映射到IBM QX架构的有效方法。IEEE传输。加拿大元38（7），1226-1236（2019）。https://doi.org/10.109/TCAD.2018 ·doi:10.1109/TCAD.2018.2846658 [18] Zhou，X.，Li，S.，Feng，Y.：基于模拟退火和启发式搜索的量子电路变换。IEEE传输。1加元（2020年）。https://doi.org/10.109/TCAD.2020.2969647 [19] de Almeida，A.A.A.，Dueck，G.W.，da Silva，A.C.R.：IBM架构中到Clifford+T电路的CNOT门映射。摘自：多值逻辑国际研讨会，第7-12页。IEEE（2019）。https://doi.org/10.109/ISMVL.2019.00010 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。