基于预评价的量子电路线性最近邻综合算法

摘要

线性最近邻(LNN)量子电路是一种重要的量子电路架构,它为量子电路的物理实现奠定了基础。为了构造LNN量子逻辑电路,提出了一种基于预评价的量子电路线性最近邻逻辑综合算法。该算法首先对部分非近邻量子电路进行全局换线;接着启发式地对换线后的量子电路进行评价,通过求解最小混乱值找到最近邻代价最小的量子电路集;最后添加交换门,以最少的量子代价将该量子电路转换为最近邻结构。该算法通过预评价,一方面可以准确计算出量子电路中是否具有可删除的冗余交换门并删除之;另一方面使每一个非近邻量子门转化为LNN量子门时添加交换门的数量最小,进而得到量子代价最小的量子电路。实验结果表明,与已知算法相比,该算法能以更低的量子电路平均门数、更高的量子代价优化率适用于更广范围内的量子电路近邻化。