Qubit allocation as a combination of subgraph isomorphism and token swapping

Autor: Siraichi, Marcos, Santos, Vinicius Fernandes Dos, Collange, Caroline, Quintão Pereira, Fernando Magno
Přispěvatelé: Universidade Federal de Minas Gerais [Belo Horizonte] (UFMG), Pushing Architecture and Compilation for Application Performance (PACAP), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: OOPSLA
OOPSLA, Oct 2019, Athens, Greece. pp.1-29, ⟨10.1145/3360546⟩
DOI: 10.1145/3360546⟩
Popis: International audience; In 2016, the first quantum processors have been made available to the general public. The possibility of programming an actual quantum device has elicited much enthusiasm. Yet, such possibility also brought challenges. One challenge is the so called Qubit Allocation problem: the mapping of a virtual quantum circuit into an actual quantum architecture. There exist solutions to this problem; however, in our opinion, they fail to capitalize on decades of improvements on graph theory. In contrast, this paper shows how to model qubit allocation as the combination of Subgraph Isomorphism and Token Swapping. This idea has been made possible by the publication of an approximative solution to the latter problem in 2016. We have compared our algorithm against five other qubit allocators, all independently designed in the last two years, including the winner of the IBM Challenge. When evaluated in "Tokyo", a quantum architecture with 20 qubits, our technique outperforms these state-of-the-art approaches in terms of the quality of the solutions that it finds and the amount of memory that it uses, while showing practical runtime.
Databáze: OpenAIRE
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