CaQR: A Compiler-Assisted Approach for Qubit Reuse through Dynamic Circuit
CaQR: A Compiler-Assisted Approach for Qubit Reuse through Dynamic Circuit
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CaQR：通过动态电路重用量子位的编译器辅助方法
DOI：
10.1145/3582016.3582030
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhang, Eddy Z.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hua, Fei;Jin, Yuwei;Chen, Yanhao;Vittal, Suhas;Krsulich, Kevin;Bishop, Lev S.;Lapeyre, John;Javadi-Abhari, Ali;Zhang, Eddy Z.
量子测量对量子计算很重要，因为它在计算结束时提取出电路的结果。以前，所有测量都必须在电路末端完成。否则，它将产生重大错误。但现在情况并非如此。最近IBM开始通过硬件支持动态电路（而不是通过模拟器支持软件）。通过中间电路硬件测量，我们可以从三个方面提高电路效率和保真度：（a）减少量子位使用，（B）减少交换插入，以及（c）提高保真度。我们证明了这一点，使用现实世界的应用程序伯恩斯坦Verizani在真实的硬件，并表明，电路资源利用率可以提高60%，电路保真度可以提高15%。我们设计了一个编译器辅助工具，可以找到和利用量子位重用，保真度，门数和电路持续时间之间的权衡。我们还开发了一种方法，用于确定量子位重用是否对给定应用有益。我们评估了我们的方法的一组代表性的重要应用程序。我们可以减少高达80%的资源使用，并提高电路保真度高达20%。
Quantum measurement is important to quantum computing as it extracts out the outcome of the circuit at the end of the computation. Previously, all measurements have to be done at the end of the circuit. Otherwise, it will incur significant errors. But it is not the case now. Recently IBM starts supporting dynamic circuit through hardware (instead of software by simulator). With mid-circuit hardware measurement, we can improve circuit efficacy and fidelity from three aspects: (a) reduced qubit usage, (b) reduced swap insertion, and (c) improved fidelity. We demonstrate this using real-world applications Bernstein Verizani on real hardware and show that circuit resource usage can be improved by 60%, and circuit fidelity can be improved by 15%. We design a compiler-assisted tool that can find and exploit the tradeoff between qubit reuse, fidelity, gate count, and circuit duration. We also developed a method for identifying whether qubit reuse will be beneficial for a given application. We evaluated our method on a representative set of important applications. We can reduce resource usage by up to 80% and improve circuit fidelity by up to 20%.
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DOI：
10.1109/isca45697.2020.00054
发表时间：
2020-04
期刊：
2020 ACM/IEEE 47th Annual International Symposium on Computer Architecture (ISCA)
影响因子：
--
作者：
Yongshan Ding;Xin-Chuan Wu;Adam Holmes;Ash Wiseth;D. Franklin;M. Martonosi;F. Chong
通讯作者：
Yongshan Ding;Xin-Chuan Wu;Adam Holmes;Ash Wiseth;D. Franklin;M. Martonosi;F. Chong
用于中电路测量的随机基准测试套件
影响因子：
3.3
作者：
L. Govia;P. Jurcevic;Christopher J Wood;Naoki Kanazawa;Seth T. Merkel;David C. McKay
通讯作者：
David C. McKay
量子计算的最优布局综合
DOI：
10.1145/3400302.3415620
发表时间：
2020
期刊：
2020 IEEE/ACM International Conference On Computer Aided Design (ICCAD)
影响因子：
--
作者：
Daniel Bochen Tan;J. Cong
通讯作者：
J. Cong
时间最优量子位映射
DOI：
10.1145/3445814.3446706
发表时间：
2021
期刊：
Proceedings of the 26th ACM International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems
影响因子：
--
作者：
Zhang, Chi;Hayes, Ari B.;Qiu, Longfei;Jin, Yuwei;Chen, Yanhao;Zhang, Eddy Z.
通讯作者：
Zhang, Eddy Z.
DOI：
10.1109/micro50266.2020.00029
发表时间：
2020-10
期刊：
2020 53rd Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture (MICRO)
影响因子：
--
作者：
M. Alam;Abdullah Ash-Saki;Swaroop Ghosh
通讯作者：
M. Alam;Abdullah Ash-Saki;Swaroop Ghosh