In this paper, we propose a generic quantum circuit resynthesis approach for compilation. We use an intermediate representation consisting of Paulistrings over {Z, I} and {X, I} called a ``mixed ZX-phase polynomial``. From this universal representation, we generate a completely new circuit such that all multi-qubit gates (CNOTs) are satisfying a given quantum architecture. Moreover, we attempt to minimize the amount of generated gates. The proposed algorithms generate fewer CNOTs than similar previous methods on different connectivity graphs ranging from 5-20 qubits. In most cases, the CNOT counts are also lower than Qiskit's. For large circuits, containing >= 100 Paulistrings, our proposed algorithms even generate fewer CNOTs than the TKET compiler. Additionally, we give insight into the trade-off between compilation time and final CNOT count.


翻译:在本文中,我们提出了一种通用的量子电路重合成编译方法。我们使用由 {Z,I} 和 {X,I} 组成的 Paulistring 的中间表示,称为“混合 ZX 相位多项式”。从这个通用表示中,我们生成一个全新的电路,使得所有多量子比特门(CNOT)都满足给定的量子架构。此外,我们试图最小化生成的门数量。比较之前在不同连接图上使用的类似方法,我们提出的算法生成的 CNOT 数量较少。在范围为 5-20 量子比特的连接图中,CNOT 数量也比 Qiskit 少。对于包含 >= 100 个 Paulistrings 的大型电路,我们提出的算法甚至可以生成比 TKET 编译器更少的 CNOT。此外,我们还深入探讨了编译时间和最终 CNOT 数量之间的权衡。

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