محاكاة ذات عمق منخفض للأنظمة الفرميونية على أجهزة الحوسبة الكمومية ذات الشبكة المربعة

نقدم استراتيجية عامة لتخطيط الأنظمة الفرميونية على الأجهزة الكمومية ذات الاتصال الرباعي بين الكيوبتات، مما ينتج دوائر كمومية ذات عمق منخفض، محسوبة بعدد بوابات fSIM الأصلية ذات الكيوبتات الثنائية. نحقق ذلك من خلال الاستفادة من تقنيات فك تشفير المشغلات الجديدة وتقنيات ضغط الدوائر المصاحبة لاختيارات محددة للتخطيط بين الفرميون والكيوبتات ذات العمق المنخفض، مما يسمح بدرجة عالية من إلغاء البوابات والتوازي. تحافظ تخطيطنا على المرونة في تحسين عدد الكيوبتات أو أوزان مشغلات الكيوبتات في نفس الوقت ويمكن استخدامها للتحقق من هندسات شبكات فرميونية عشوائية. نقدم نهجنا من خلال التحقيق في نموذج الربط الضيق، ونموذج فيرمي-هوبارد، وكذلك نموذج هوبارد-كاناموري متعدد المدارات. نعلن عن أعماق دوائر غير مسبوقة لكل طبقة تروتر مع تحسين يصل إلى 70% مقارنة بأحدث التقنيات السابقة. كما أن تقنية الضغط لدينا تؤدي أيضًا إلى تقليل كبير في بوابات الكيوبتات الثنائية. نجد أقل عدد من البوابات عند تطبيق الصيغة XYZ على تخطيط DK. بالإضافة إلى ذلك، نظهر أن صيغة التفكيك والضغط لدينا تنتج دوائر ملائمة حتى عندما لا تكون هناك بوابات ثنائية الكيوبت ذات معلمات أصلية متاحة.