Commuting2qGateRouter

class qiskit.transpiler.passes.Commuting2qGateRouter(*args, **kwargs)

Basen: TransformationPass

Eine Klasse, um eine oder mehrere Pendelrouten in die Kopplungskarte zu tauschen.

Dieser Durchgang leitet Blöcke von pendelnden Zwei-Qubit-Gattern weiter, die als Commuting2qBlock Anweisungen gekapselt sind. Dieser Pass gilt nicht für andere Anweisungen. Die Abbildung auf die Kopplungskarte erfolgt über Tauschstrategien, siehe SwapStrategy. Die Swap-Strategie sollte dem Problem und der Kopplungskarte entsprechen. Dieser Transpiler-Durchgang sollte idealerweise durchgeführt werden, bevor der Quantenschaltkreis um ungenutzte Ancilla-Qubits erweitert wird. Andernfalls können wir die Qubits außerhalb des Teils des Chips, den wir verwenden wollen, austauschen. Daher stellen die Swap-Strategie und die zugehörige Kopplungskarte keine physischen Qubits dar. Stattdessen stellen sie eine Zwischenabbildung dar, die den physischen Qubits entspricht, sobald das ursprüngliche Layout angewendet wurde. Das folgende Beispiel zeigt, wie man ein Vier-Qubit PauliEvolutionGate auf die Qubits 0, 1, 3 und 4 des Fünf-Qubit-Geräts mit der Kopplungskarte

0 -- 1 -- 2
     |
     3
     |
     4

Dazu verwenden wir eine Zeilenvertauschungsstrategie für die Qubits 0, 1, 3 und 4, die anhand der virtuellen Qubits 0, 1, 2 und 3 definiert sind.

from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit.circuit.library import PauliEvolutionGate
from qiskit.quantum_info import SparsePauliOp
from qiskit.transpiler import Layout, CouplingMap, PassManager
from qiskit.transpiler.passes import FullAncillaAllocation
from qiskit.transpiler.passes import EnlargeWithAncilla
from qiskit.transpiler.passes import ApplyLayout
from qiskit.transpiler.passes import SetLayout

from qiskit.transpiler.passes.routing.commuting_2q_gate_routing import (
    SwapStrategy,
    FindCommutingPauliEvolutions,
    Commuting2qGateRouter,
)

# Define the circuit on virtual qubits
op = SparsePauliOp.from_list([("IZZI", 1), ("ZIIZ", 2), ("ZIZI", 3)])
circ = QuantumCircuit(4)
circ.append(PauliEvolutionGate(op, 1), range(4))

# Define the swap strategy on qubits before the initial_layout is applied.
swap_strat = SwapStrategy.from_line([0, 1, 2, 3])

# Choose qubits 0, 1, 3, and 4 from the backend coupling map shown above.
backend_cmap = CouplingMap(couplinglist=[(0, 1), (1, 2), (1, 3), (3, 4)])
initial_layout = Layout.from_intlist([0, 1, 3, 4], *circ.qregs)

pm_pre = PassManager(
    [
        FindCommutingPauliEvolutions(),
        Commuting2qGateRouter(swap_strat),
        SetLayout(initial_layout),
        FullAncillaAllocation(backend_cmap),
        EnlargeWithAncilla(),
        ApplyLayout(),
    ]
)

# Insert swap gates, map to initial_layout and finally enlarge with ancilla.
pm_pre.run(circ).draw("mpl")

Dieser Passmanager stützt sich auf die current_layout , die dem Qubit-Layout entspricht, wenn Swap-Gates angewendet werden. Der Durchlauf durchläuft alle Knoten im dag. Wenn ein Knoten mit einer Swap-Strategie geroutet werden soll, wird er in Unterbefehle mit dazwischen liegenden Swap-Layern zerlegt und die current_layout wird geändert. Knoten, die nicht mit Hilfe von Swap-Strategien geroutet werden sollten, werden unter Berücksichtigung von current_layout wieder in den dag aufgenommen.

Parameter

• swap_strategy - Eine Instanz von SwapStrategy , die die Swap-Ebenen enthält, die verwendet werden, und die Reihenfolge, in der sie angewendet werden, um die Anweisung der Hardware zuzuordnen. Wenn dieses Feld nicht angegeben wird, sollte es im Eigenschaftssatz des Passes enthalten sein. Dies ermöglicht es anderen Durchläufen, die am besten geeignete Auslagerungsstrategie zur Laufzeit zu bestimmen.
• edge_coloring - Eine optionale Kantenfärbung der Kopplungskarte ( I.e. keine zwei Kanten, die sich einen Knoten teilen, haben die gleiche Farbe). Wenn die Kantenfärbung gegeben ist, werden die kommutierenden Gatter, die bei der aktuellen Qubit-Permutation gleichzeitig angewendet werden können, gemäß der Kantenfärbung gruppiert und entsprechend dieser Kantenfärbung angewendet. Hier ist eine Farbe ein int, der als Index für die Definition und den Zugriff auf die Gruppen von Pendelgattern, die gleichzeitig angewendet werden können, verwendet wird. Wenn die Kantenfärbung nicht gegeben ist, werden die Mengen mit einem Greedy-Algorithmus aufgebaut. Die Kantenfärbung ist nützlich, um Gatter wie RZZGates neben Tauschgattern zu positionieren, um CX-Auslöschungen auszunutzen.

Attribute

is_analysis_pass

is_transformation_pass

Methoden

execute

name

run

swap_decompose

update_status