学界北航人

北京航空航天大学罗川团队研究成果被顶级期刊IEEE Transactions on Computers接收

北京航空航天大学罗川团队研究成果被顶级期刊IEEE Transactions on Computers接收

软件学院关键基础软件所罗川老师团队研究成果《Towards Effective Local Search for Qubit Mapping》被计算机领域顶级学术期刊IEEE Tr

北京航天航空大学副院长_北京航天大学副校长_北京航空航天大学副教授

量子计算的关键挑战

量子计算受到广泛关注,其应用前景广阔。然而,量子硬件的物理局限性成为一大障碍。量子电路是算法描述的关键模型,它在硬件上运行前需要经过编译和优化。尽管目前市场上的量子编译工具具备较强的映射功能,但与理论上的最佳方案相比仍有较大差距,这极大地制约了量子计算向实用化的迈进。

许多科研团队在实验室里进行了众多量子计算实验,然而,由于编译上的难题,这些成果难以应用于实际。IBM公司开发的量子编译器在业内广泛使用,但效果仍不尽如人意,这导致量子计算的发展遭遇了阻碍。

量子电路映射的重要性

量子电路映射是编译流程中的核心环节,对电路的性能与稳定性有着直接的影响。一个高效的映射算法至关重要,因为它能有效减少编译过程中所需的辅助量子门数量。辅助量子门数量的减少,进而使得量子电路的规模缩小、错误率降低,并降低其运行成本。

举例来说,在量子计算的实际实验中,若电路中辅助量子门数量过多,计算精度将显著下降,同时运行成本也会急剧上升。因此,开发更高效的映射算法,成为量子计算领域亟需解决的关键问题。

新型映射方法问世

北京航天大学副校长_北京航天航空大学副院长_北京航空航天大学副教授

研究团队提出了一种新的量子电路映射技术。这项技术依托他们自主开发的局部搜索优化策略,在相关领域实现了创新。他们巧妙地设计了一个双模式搜索框架,为量子电路映射难题带来了新的解决视角。

这个团队经过长时间的研究和实验,对算法进行了持续优化。他们不满足于现有方法的不足,积极寻求新的解决方案。正是这种不懈的努力,使他们成功研发出了这一新型映射技术。这一成就汇聚了团队成员的辛勤付出。

北京航天大学副校长_北京航空航天大学副教授_北京航天航空大学副院长

创新的评分机制

研究团队发现了现有算法的局限,于是提出了一种新颖的评分方法。这种方法以潜力为核心,不再仅仅看重直接收益,而是兼顾了整体价值。新机制建立了动态评估模型,能够同时衡量两个重要的方面。

当前操作需考量即时收益,同时,还需借助状态转移分析来预判长远影响。通过这种方式,可以对量子门操作的实际价值进行全方位评估,进而为量子电路的映射提供更加科学的支撑。

北京航空航天大学副教授_北京航天航空大学副院长_北京航天大学副校长

实验验证显著优势

研究团队对六种代表性量子设备平台及四种标准电路进行了系统性的测试验证。结果显示,新提出的方法在所有测试场景中均展现出比现有方法更为优越的性能。

以IBM东京的量子芯片和基准电路库为证,采用的新技术制造的量子线路所需的辅助门数比IBM的标准工具少了64.5%。这一比例充分显示了新方法在提高工作效率和性能上的显著优势。

为量子计算实用化助力

这种量子电路映射的新方法,为解决量子电路映射难题带来了全新的思路。它采用了一种创新的模式感知动态搜索技术,能够智能地穿梭于解空间中。此外,它还引入了一种评分体系,对量子门操作的价值进行了全面而精确的量化。

实验结果表明,此方法显著减少了辅助量子门的数量,增强了系统的稳定性,预示着量子计算将从科研阶段迈向实际应用,对相关领域的发展起到关键作用。大家认为,这种新型的量子电路映射技术会在哪些行业最先得到商业应用?欢迎在评论区发表你的看法,记得点赞并转发这篇文章!

北京航天航空大学副院长_北京航空航天大学副教授_北京航天大学副校长

更多内容