بهینه‌سازی مدارهای کوانتومی با استفاده از مدل محاسبات کوانتومی یک‌طرفه مبتنی بر هندسه الگو

یک مدل محاسباتی کاملاً کوانتومی که بر مبنای دو مفهوم درهم‌تنیدگی کوانتومی و اندازه‌گیری کوانتومی ارائه شده است، مدل محاسباتی کوانتومی یک‌طرفه wqc)1( نام دارد. محاسبات در مدل wqc1 با الگوهای اندازه‌گیری نمایش داده می‌شوند. به منظور نمایش بهتر الگوهای مربوط از گراف درهم‌تنیدگی استفاده می‌شود که این گراف به همراه مجموعه کیوبیت‌های ورودی و خروجی آن‌، هندسه الگو نامیده می‌شود. تکنیک‌هایی به منظور بهینه‌سازی الگو‌های حاصل از یک مدار کوانتومی در مدل wqc1 ارائه شده است. در کارهای پیشین از مدل wqc1 به منظور بهینه‌سازی مدارهای کوانتومی استفاده شده است. یک مدار کوانتومی (اولیه) به الگوهای wqc1 تبدیل شده و بهینه‌سازی‌های ارائه‌شده در این مدل بر روی آن با استفاده از مجموعه قوانین بازنویسی به صورت ترتیبی بر روی گراف درهم‌تنیدگی حاصل از الگوی مربوط انجام شده و آن را ساده می‌کرد. سپس الگوی ساده‌شده مجدداً به مدار کوانتومی (ثانویه) تبدیل می‌گردید. در این مقاله روش‌های قبلی برای بهینه‌سازی مدارات کوانتومی با استفاده از مدل 1wqc بهبود داده می‌شود. در روش جدید به منظور بهینه‌سازی الگوی 1wqc حاصل از مدار کوانتومی، بر خلاف روش‌های گذشته از هیچ یک از قوانین بازنویسی به منظور ساده‌سازی الگو استفاده نشده و سعی شده است که تنها با بررسی هندسه الگو، تکنیک‌های بهینه‌سازی به صورت همزمان الگوی مربوط را ساده کنند. پس از اجرای عملیات بهینه‌سازی، الگوی مربوطه مجدداً به مدار کوانتومی تبدیل می‌شود و با کاهش کیوبیت‌های کمکی ساده‌تر می‌شود. نتایج نشان می‌دهد معیارهای هزینه مدار کوانتومی در روش جدید در مقایسه با روش‌های پیشین کاهش یافته است.