近邻耦合受限的量子比特映射补全与动态优化方法研究

摘要

为改善多数量子算法受限于量子比特最近邻约束而无法直接在嘈杂中规模量子(NISQ)设备上执行,且动态重映射引入的交换(SWAP)门将降低算法保真度的问题,提出了一种高效的量子比特映射方法.首先,该方法基于图形同构性原理与映射补全策略完成初始映射分配,在满足量子比特连接性需求的同时,减少后续映射变换的SWAP门插入数量;其次,在映射变换过程中改进启发式成本函数,结合模拟退火算法的快速收敛特性与自适应能力,为量子电路动态选择最优前瞻深度与衰减因子,实现最优成本值动态计算.实验结果表明,相较于现有方法,该方法可显著减少SWAP门插入数量,有效提升NISQ设备上量子算法的执行效率与保真度.

关键词

最近邻约束 / 比特映射 / 映射补全 / 模拟退火