بهبود هزینه ارتباطات در محاسبات کوانتومی توزیع‌شده چند افرازی

به دلیل وجود موانع بسیار در پیاده سازی مدارهای کوانتومی در ابعاد بزرگ، سیستم های کوانتومی توزیع‌شده یک راه حل مناسب برای این نوع مدارها است. در این راستا کاهش تعداد مخابره از راه دور کوانتومی، به‌عنوان یک راه‌حل برای بهبود هزینه پیاده سازی سیستم های کوانتومی توزیع‌شده است. تعداد کمینه مخابرات از راه دور می تواند به‌عنوان معیاری برای سنجش بهره وری سیستم های کوانتومی توزیع شده موردتوجه قرار گیرد. به علت پیچیدگی عمل کاهش هزینه مخابرات از راه دور در محاسبات کوانتومی چندافرازی، بهینه‌سازی در دو سطح  پیشنهاد می‌شود. در سطح اول، با استفاده از روش‌های افرازبندی گراف، مدار کوانتومی به k بخش افراز می‌شود. درسطح دوم، با استفاده از یک سری قوانین و توابع پیشنهادی، تعداد مخابره از راه دور برای مدار کوانتومی افراز شده، بهبود داده می‌شود. در کارهای قبلی، برای مدارات کوانتومی توزیع‌شده چندافرازی، تنها بهینه‌سازی در سطح اول دیده شده است. در این مقاله، بهینه‌سازی هزینه ارتباطات در دو سطح مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج اجرا نشان می دهد که هزینه مخابره از راه دور در الگوریتم پیشنهادی نسبت به کارهای قبلی بر روی مدارات محک بهبود یافته است.

optimizing teleportation cost in multi-partition distributed quantum circuits

there are many obstacles in quantum circuits implementation with large scales, so distributed quantum systems are appropriate solution for these quantum circuits. therefore, reducing the number of quantum teleportation leads to improve the cost of implementing a quantum circuit. the minimum number of teleportations can be considered as a measure of the efficiency of distributed quantum systems. due to the complexity of reducing teleportation costs in multi-partition quantum computing, a two-level optimization is proposed. in the first level, using graph partition methods, the quantum circuit is divided into k partitions. secondly, using a series of proposed rules and functions, the number of teleportations for the partitioned quantum circuit is improved. in previous work, only optimization at the first level has been conisdered for the distributed quantum circuits. the implementation results show that the cost of teleportation in the proposed algorithm has been improved compared to previous work on benchmark circuits.