Transpilation (auch Kompilierung oder Routing genannt) wandelt einen abstrakten Quantenschaltkreis in eine Form um, die auf einem bestimmten physischen Quantengerät ausgeführt werden kann. Dies umfasst drei Hauptschritte: (1) Zerlegung — Übersetzen von Gattern in den nativen Gattersatz des Geräts (z. B. Umwandeln von Toffoli-Gattern in CNOT- und Ein-Qubit-Gatter); (2) Routing — Zuordnen logischer Qubits zu physischen Qubits und Einfügen von SWAP-Gattern, um der begrenzten Qubit-Konnektivität Rechnung zu tragen; (3) Optimierung — Reduzieren der Schaltkreistiefe und Gatteranzahl, um Fehler zu minimieren. Transpilation kann die Schaltkreistiefe erheblich erhöhen — ein flacher logischer Schaltkreis kann nach dem Routing deutlich tiefer werden. Der Transpiler von Qiskit, das Routing von Cirq und die eingebaute Transpilation von HLQuantum optimieren jeweils für das Zielgerät. Transpilation ist ein wesentlicher Faktor für die Schaltkreisfidelität auf realer Hardware.
Verwandte Begriffe
Quantenschaltkreis
FundamentalsEine Abfolge von Quantengattern, die auf ein Register von Qubits angewendet werden, gefolgt von Messungen.
Quantengatter
GatesEine unitäre Operation, die den Zustand eines oder mehrerer Qubits transformiert.
Fidelität
MetricsEin Maß (0 bis 1) dafür, wie nahe eine tatsächliche Quantenoperation oder ein Quantenzustand am idealen Ziel liegt.
QPU
HardwareQuantum Processing Unit — der physische Hardware-Chip, der Quantenschaltkreise ausführt.