南通大学信息科学技术学院, 江苏 南通 226019
在噪声中等规模量子 (NISQ) 设备上, 量子线路可靠性受到量子噪声的影响。为了实现CNOT量子线路在量子芯片上高效可靠的执行, 以相邻量子位交互错误率为权重, 给出了计算最小Steiner噪声路径长度的代价度量方法, 提出了噪声感知的CNOT量子线路最近邻综合算法。实验结果表明, 与现有方法相比, 所提出的综合算法在保证线路可靠性的前提下, 有效地降低了综合过程中所使用CNOT门的数量, CNOT门代价的平均优化率达到27.7%, 其中200门级的CNOT量子线路优化率达到了93.79%。
量子计算 CNOT 量子线路 Steiner 树 噪声 可靠性 quantum computation CNOT quantum circuits Steiner tree noise reliability
研究 Deutsch 问题的关键在于构建 Oracle 电路和综合 Deutsch 电路。利用 Google 推出的 Cirq 框架, 首次提出了一个针对 n 比特 Deutsch-Jozsa 算法的电路综合算法。该算法根据输入的量子线数 n, 随机生成 f(x) 集合, 从而构建 Deutsch 电路并对其进行模拟。其中, 生成的 f(x) 集合是常数函数或者平衡函数的概率是相等的。在此基础上对综合算法进行了优化, 优化后的算法既减少了门的总数量和层数, 也简化了电路的结构, 电路模拟的速度较优化前成倍数地加快, 当 n=15 时, 优化后的模拟所需时间仅是优化前的 1/6。
量子信息 量子电路综合 Deutsch-Jozsa 算法 Oracle 电路 电路优化 quantum information synthesis of quantum circuits Deutsch-Jozsa algorithm Oracle circuits Cirq Cirq circuit optimization
1 南通大学电子信息学院, 江苏 南通 226019
2 南通大学计算机科学与技术学院, 江苏 南通 226019
3 南通大学杏林学院, 江苏 南通 226019
综合量子电路时必须考虑量子电路实现时的约束与限制。某些量子技术中只允许物理上 相邻的量子比特有相互作用,实现时必须采用线性最近邻架构。通常通过添加交换门使任意 一个量子门的控制位与目标位相近邻,并保证电路的功能不受影响。在分析电路 中量子比特 状态的基础上,提出了一种新的线性最近邻量子电路 构造方法。结果表明：对于所有40320个 三比特量子电路 ,提出方案比已有方案的量子代价优化了约30%。
量子光学 线性最近邻 逻辑综合 量子电路 NCV门库 quantum optics linear nearest neighbor logic synthesis quantum circuits NCV gate library
浙江万里学院宁波市EDA重点实验室, 浙江 宁波 315100
针对可逆电路到量子电路的有效映射问题,提出了带禁忌表的大变异自适应遗传算法,用于 量子可逆电路的综合。选取量子非门、控制非门、控制V门与控制V+门(NCV)构成量子门库,建立了 量子电路计算模型。采用二进制串行编码方案,设计了适应度函数、进化算子及优化规则,实现了 带禁忌表大变异自适应遗传算法的量子可逆电路综合,并用Revlib电路库进行了测试。结果表明该 综合方法能同时得到多个功能解,且所生成电路的量子代价优于库中电路,验证了提出算法用于 量子可逆电路综合的正确性和有效性。
量子信息 量子电路 可逆逻辑综合 大变异自适应遗传算法 禁忌表 quantum information quantum circuits reversible logic synthesis big mutation adaptive genetic algorithm tabu list
1 南通大学电子信息学院, 江苏 南通 226019
2 南通大学计算机科学与技术学院, 江苏 南通 226019
3 南通纺织职业技术学院素质部, 江苏 南通 226007
为了确保基于NCV门库的量子电路的正确性和有效性,给出了量子 电路故障定位树的生成算法和 量子电路黑盒检测算法来定位量子电路中的门丢失故障。该故障定位树算法去除约98%的无用输出向量, 提取输出表中有效的输入向量以及对应的故障输出向量,逐层生成故障定位树。结合量子电路黑盒检测算 法对量子电路进行故障定位时不需要访问输出表就能够有效定位量子电路中的丢失门。对benchmarks部分 电路进行实验,结果验证了该算法定位单故障门的有效性。
量子光学 量子电路 故障定位树 丢失门故障 NCV门库 quantum optics quantum circuits fault location tree missing-gate fault NCV gates
