教你如何使用QPanda解决量子位映射问题

人类即将进入一个量子技术发展的关键新时代「NISQ（Noisy Intermediate-ScaleQuantum，含噪声的中型量子）」，使用 NISQ技术的设备将成为探索多体量子物理学的有用工具，我们应该将其看作是向未来更强大的量子技术迈出的重要一步。

近十年，量子计算因其能以指数速度加速一些重要算法而受到广泛关注。但NISQ设备与量子计算算法的硬件要求（例如尺寸和可靠性）之间存在着差距。

为了弥合差距，质量控制需要抽象层和工具链来翻译和优化量子程序。量子计算编译器通常会在多个阶段将高级量子计算代码转换为（优化的）电路级汇编代码。

为了使用NISQ硬件，必须将量子线路编译到目标设备，其中包括将逻辑量子位映射到设备的物理量子位。然而量子计算设备存在物理量子比特之间的有限连接，使得只能在有限的量子位对上应用双门。

量子程序应用到目标设备时，必须转换原始的量子程序以适应硬件限制，让双量子比特门中的两个量子比特能够满足物理拓扑结构，从而让双量子位门正常作用。

例如IBM QX5结构的耦合图，其中Q1表示编号为1的物理比特，能与Q1相互作用的只有Q0和Q2物理比特。

在量子程序编译到目标设备时，需要使双量子比特门满足约束。对于要实现 “CNOT q1, q3” 这样的双比特操作，则需要完成逻辑比特q1 到Q2， q3 到Q3的映射，从而使”CNOT q1，q3” 操作符合IBM QX5这样的芯片拓扑结构。

在初始映射无法满足所有双量子比特门操作时，解决这个问题的一个常用方法就是插入额外的SWAP门操作，以便将逻辑量子位“移动”到它们可以相互作用的位置。即逻辑量子比特映射到设备的物理量子比特。

例如”CNOT q1，

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