Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Компьютер илими / Квант компиляторлорунун натыйжалуулугун мутацияга негизделген тесттер менен өлчөө
Компьютер илими

Квант компиляторлорунун натыйжалуулугун мутацияга негизделген тесттер менен өлчөө

Бул изилдөө квант компиляторлорунун баштапкы кубит карталоо жана чынжыр багыттоо этаптарында оптималдуу чечимге канчалык жакындаганын өлчөө үчүн мутациялык байланыштарга негизделген баалоо алкагын иштеп чыккан.

02/08/2026  Veri Anla 33 көрүү
Квант компиляторлорунун натыйжалуулугун мутацияга негизделген тесттер менен өлчөө

Бул изилдөө, квант компиляторлорунун баштапкы кубит карталоо жана чынжыр багыттоо aşamalarında оптималдуу çözüme ne kadar yaklaştığını ölçmek үчүн мутациялык байланыштарne dayanan bir değerlendirme алкакsi geliştirmiştir. Изилдөөчүлөр, OpenQASM kurallarına uygun iki tür салыштыруу чынжырsi üretmiştir. İlk tür, hedef kuantum чипinin байланыш графыne baştan uyumlu чынжырларden oluşmaktadır. Bu чынжырларde iyi bir баштапкы карталооsinin ek SWAP дарбазасы gerektirmemesi beklenmektedir. İkinci türde ise kesin SAT негиздүү ыкмаle оптималдуу багыттооsi hesaplanabмененn küçük чынжыр parçaları, daha büyük жана fiziksel топологияye uyumlu чынжырларin үчүнe yerleştirilmiştir.

Sydney, Tokyo жана Aspen-4 süperмененtken kuantum işlemcмененrinin шилтеме топологиялары үчүн toplam 63.000 салыштыруу чынжырsi üretilmiştir. SABRE, QMAP жана FiDLS алгоритмдерı bu чынжырлар үстүндө değerlendirilmiştir. Başlangıç карталооsinde субграф изоморфизми kullanan FiDLS, genel olarak en az ek SWAP дарбазасы üreten ыкма olmuştur. Kesin SAT негиздүү багыттоо sonucuyla karşılaştırıldığında ise üç эвристикалык ыкма арасында en küçük farkı çoğunlukla SABRE көрсөткөн.

Kesin ыкмаe göre eklenen SWAP дарбазаları Sydney, Tokyo жана Aspen-4 топологияларыnde SABRE үчүн sırasıyla %76,14, %155 жана %54,83; QMAP үчүн %270,79, %822,41 жана %273,82; FiDLS үчүн %149,94, %128,75 жана %152,74 daha fazladır. Bu натыйжалар, баштапкы карталоо başarısı менен sonraki багыттоо başarısının aynı алгоритмda zorunlu olarak birlikte en iyi düzeyde olmadığını көрсөтөт. FiDLS баштапкы карталооsinde öne çıkarken SABRE, багыттоо aşamasında оптималдуу шилтемеa daha yakın натыйжа жанаrmiştir.

Bulgular чыныгы kuantum işlemcмененr үстүндө yapılan fiziksel yürütme deneylerine dayanmamaktadır. Sydney, Tokyo жана Aspen-4’ün шилтеме grafikleri компиляция hedefi olarak колдонулган; тестler Intel Xeon tabanlı klasik bir bilgisayarda чыныгыleştirilmiştir. Изилдөө ayrıca yalnızca eklenen SWAP жана эки кубиттүү дарбаза sayısını değerlendirmekte; чынжыр derinliği, hata oranı, чыныгы yürütme başarısı, компиляция süresi жана энергия керектөөni ölçmemektedir.

Түркия жагынан баалоо: Yaklaşım, Түркияда kuantum yazılımı, kuantum программалоо тилдерi, компилятор валидация жана kuantum аппараттык жабдык–yazılım ortak tasarımı üzerine çalışan üniжанаrsiteler жана изилдөө merkezleri үчүн uygulanabilir bir тест ыкмасы sunmaktadır. Yerel bir kuantum yazılım altyapısında kullanılmadan önce чынжыр üreticisinin жана тест критерийлериnin açık булак hâle getirilmesi, Түркияда geliştirмененn же колдонулган компиляторлордун aynı дарбаза kümeleriyle sınanması жана натыйжаларın чынжыр derinliği, hata салмакlı başarı olasılığı, компиляция süresi жана чыныгы kuantum аппараттык жабдыкı ölçümleriyle genişletilmesi gerekir. Изилдөөdan Түркiye’nin kuantum аппараттык жабдык kapasitesi, belirli bir yerli компиляторnin başarısı же чыныгы kuantum işlemcмененrde aynı sıralamanın elde eтилeceği sonucu çıkarılamaz.

Квант компилятору ne yapar?

Kuantum алгоритмдерı genellikle логикалык кубитler жана yüksek düzeyli kuantum дарбазаları kullanılarak tanımlanır. Fiziksel bir kuantum işlemcisinde ise her кубит yalnızca belirli komşu кубиттерle doğrudan etkмененşebilir жана işlemci yalnızca belirli temel дарбазаları desбирler. Квант компиляторуnin görevi, mantıksal чынжырyi bu аппараттык жабдык sınırlamalarına uygun fiziksel bir чынжырye dönüştürmektir.

Изилдөөnın 2. sayfasındaki mimari şemada süreç; kuantum yazılımı, yüksek düzeyli kuantum программалоо тилi, kuantum ara gösterimi, kuantum assembly тилi, ölçüm жана kontrol sistemi менен kuantum чипi арасында uzanan bir zincir olarak gösterilmektedir. Derleyici, algoritmik чынжырyi fiziksel аппараттык жабдыкın çalıştırabмененceği дарбаза dizisine dönüştüren ara katmandır.

Bu dönüşüm sırasında iki temel problem ortaya çıkar:

  • Başlangıç кубит карталоо: Mantıksal кубиттерin физикалык кубитlere ilk kez atanması,
  • Yönlendirme: Doğrudan bтармакlı olmayan физикалык кубитler арасында işlem gerektiğinde кубит абалlarının SWAP дарбазаlarıyla taşınması.

Başlangıç карталооsi kötü seçilirse, чынжырnin мененrleyen aşamalarında daha fazla SWAP дарбазасы eklenmesi gerekebilir. Her ek эки кубиттүү дарбаза, чынжырyi uzatabilir жана fiziksel kuantum sistemlerinde hata birikimini artırabilir.

SWAP дарбазасы эмне үчүн маанилүү?

Bir SWAP дарбазасы iki кубитin kuantum абалlarını değiştirir. Birçok аппараттык жабдыкda SWAP işlemi üç CNOT же benzeri birden fazla temel эки кубиттүү дарбазаya ayrıştırılır. Ошондуктан бир bir ek SWAP, fiziksel чынжырde birden fazla hata kaynтармакı жана ek yürütme süresi oluşturabilir.

Изилдөө, компилятор маалыматmliliğini öncelikle eklenen SWAP же эки кубиттүү дарбаза sayısıyla değerlendirmektedir. Daha az SWAP дарбазасы, колдонулган критерий жагынан daha iyi bir карталоо же багыттоо sonucu olarak kabul eтилmiştir.

Бирок SWAP sayısı квант чынжырыnin bütün başarımını бир başına belirlemez. İki чынжыр aynı sayıda SWAP içerirken farklı derinliğe, farklı paralellik düzeyine же farklı hata olasılığına sahip olabilir. Демек bu изилдөө “компилятор маалыматmliliği” kavramının yalnızca belirli bir bölümünü ölçmektedir.

Mutasyon tabanlı değerlendirme эмне маанини билдирет?

Geleneksel мутация тестi, bir programda kontrollü değişiklikler yaparak тест sisteminin bu değişiklikleri fark edip edemediğini inceler. Бул изилдөөda мамиле, квант компиляторуnin girdisi менен çıktısı арасында beklenen nicel ilişkмененrin kurulması biçiminde uygulanmıştır.

Изилдөөчүлөр doğrudan “Bu компилятор her zaman оптималдууdur” sonucunu эсептөөya изилдөөk yerine, оптималдуу davranışı önceden bilinen же кубатlü biçimde sınırlandırılabмененn чынжырлар üretmiştir. Derleyicinin çıktısı daha sonra bu beklenen ilişkiyle салыштырылган.

Çerçeжана iki ayrı компиляция aşamasını değerlendirmektedir:

  1. Çip топологияsine zaten uyumlu чынжырларle баштапкы карталоо тестi,
  2. Kesin багыттоо sonucu bilinen чынжыр parçalarıyla багыттоо тестi.

Birinci тест: Çip топологияsine uyumlu чынжырлар

İlk салыштыруу kümesinde, квант чынжырыnin etkмененşim grafiği hedef чипin bir субграфına изоморф olacak şekilde чынжырлар üretilmiştir. Başka bir ifadeyle, mantıksal чынжыр uygun физикалык кубитlere yerleştirildiğinde bütün iki кубитli işlemler doğrudan шилтемеlar үстүндө аткарылуучу.

7. sayfadaki örnekte Sydney чипinin beş кубитli bir субграфı seçilmekte жана yalnızca bu субграфtaki fiziksel шилтемеlara uygun CNOT işlemleri kullanılmaktadır. Devrenin etkмененşim grafiği, seçмененn fiziksel субграфla aynı шилтеме yapısına sahiptir.

Bu tür bir giriş үчүн изилдөөnın önerdiği ilk мутация ilişkisi şöyledir:

\[ |C|=|C'| \]

Burada C giriş чынжырsini, C′ ise derlenmiş чынжырyi temsil etmektedir. Giriş zaten fiziksel шилтеме koşullarını sтармакlıyorsa оптималдуу баштапкы карталооsinin ek дарбаза gerektirmemesi beklenir. Derleyici ek SWAP дарбазасы üretirse баштапкы карталооsi маалыматmsiz olarak değerlendirilir.

Bu критерийün geçerli olabilmesi үчүн giriş жана çıkışın aynı дарбаза temsiliyle karşılaştırılması gerekir. Derleyicinin дарбазаları farklı temel дарбазаlara ayrıştırması, дарбаза birleştirmesi же аппараттык жабдыкa özgü yön düzeltmesi yapması hâlinde toplam дарбаза sayısı değişebilir. Изилдөөda bu olası etkмененrin tümünün кантип ayrıştırıldığı түшүндүрүлгөн эмес.

İkinci тест: Kesin багыттоо sonucu bilinen чынжыр parçaları

Her büyük чынжыр үчүн küresel оптималдуу багыттооyi эсептөөk, problem büyüdükçe çok yüksek эсептөө maliyeti oluşturur. Изилдөөчүлөр bu sorunu, оптималдууu hesaplanabмененn küçük чынжыр parçaları üretip bunları daha büyük чынжырларin үчүнe yerleştirerek aşmayı önermiştir.

Yöntemin temel adımları şöyledir:

  1. Hedef чипin шилтеме koşullarına uyan bir temel чынжыр parçası üretilir.
  2. Üç ila beş кубит kullanan жана en fazla 10 CNOT içeren küçük кокус bir чынжыр hazırlanır.
  3. Küçük чынжырnin оптималдуу карталоо жана багыттооsi kesin SAT негиздүү ыкмаle hesaplanır.
  4. Küçük чынжыр, так ыкмаin belirlediği физикалык кубит карталооsi kullanılarak temel чынжырye eklenir.
  5. Devrenin devamı, hedef чипin шилтеме koşullarına uygun işlemlerle genişletilir.
  6. Sezgisel компиляторnin eklediği эки кубиттүү дарбазаlar kesin referansla karşılaştırılır.

9. sayfadaki örnekte так ыкма küçük чынжыр parçası үчүн bir SWAP eklerken SABRE iki SWAP eklemektedir. Bu örnek, SABRE sonucunun ilgili parça үчүн kesin referanstan bir SWAP daha uzak olduğunu көрсөтөт.

İkinci мутация ilişkisi изилдөөda şu biçimde маалыматlmiştir:

\[ |C'|=|C''| \]

C′, kesin SAT негиздүү ыкмасыn ürettiği чынжырyi; C″, sınanan компиляторnin çıktısını temsil eder. İki кубитli дарбаза sayıları eşitse натыйжа колдонулган критерий жагынан оптималдуу kabul eтилmektedir.

Yerel оптималдуу parça bütün чынжырyi оптималдуу yapar mı?

Küçük bir чынжырnin оптималдуу багыттооsinin bilinmesi, bu parçanın бир başına değerlendirilmesine sтармакlam bir referans sтармакlar. Бирок parçanın büyük чынжырye eklenmesiyle önceki жана sonraki кубит карталооleri арасында yeni etkмененşimler oluşabilir.

Örneğin küçük parça үчүнde bir SWAP daha fazla kullanan bir çözüm, parçadan sonraki işlemler үчүн кубиттерi daha avantajlı konuma taşıyabilir жана bütün чынжырnin toplam SWAP sayısını azaltabilir. Tersine, parça үчүнde оптималдуу olan bir карталоо sonraki bölümde daha yüksek maliyet oluşturabilir.

Ошондуктан ыкма, gömülü parçalar үчүн bilinen yerel оптималдууları жана bütün чынжырnin bu referanslardan sapmasını değerlendirmektedir. Her büyük чынжырnin küresel оптималдууunun matematiksel olarak kanıtlandığı anlamına gelmemektedir.

Hangi чип топологиялары колдонулган?

Hedef топологияKubit sayısıDeneydeki kullanım
Sydney27Altgraf uyumlu жана оптималдуу parça içeren тест чынжырларi
Tokyo20Altgraf uyumlu жана оптималдуу parça içeren тест чынжырларi
Aspen-416Altgraf uyumlu жана оптималдуу parça içeren тест чынжырларi

Bu adlar fiziksel kuantum чипlerini temsil etse de deneylerde чипlerin шилтеме grafikleri колдонулган. Devrelerin чыныгы işlemcмененrde çalıştırıldığına, дарбаза hata oranlarının ölçüldüğüne же аппараттык жабдык çıktılarının toplandığına ilişkin bir ыкма bulunmamaktadır.

Hangi компиляция ыкмаleri салыштырылган?

YöntemИзилдөөda öne çıkarılan temel мамилеDeneydeki rolü
SAT_basedKesin aramaKüçük чынжыр parçaları үчүн оптималдуу багыттоо referansı
SABREİleriye bakış жана uzaklık tabanlı эвристикалык багыттооBaşlangıç карталоо жана багыттоо салыштырууsı
QMAPA* tabanlı карталоо мамилесиBaşlangıç карталоо жана багыттоо салыштырууsı
FiDLSAltgraf изоморфizmi жана filtrelenmiş derinlik sınırlı aramaBaşlangıç карталоо жана багыттоо салыштырууsı

63.000 салыштыруу чынжырsi кантип elde eтилmiştir?

Her чип үчүн чынжырde колдонулган кубит sayısı 1’den чипin azami кубит sayısına kadar değiştirilmiştir. Devre derinliği 1–50 aralığında taranmış жана her кубит sayısı–derinlik çifti үчүн 20 кокус чынжыр oluşturulmuştur.

TopolojiKubit düzeyiDerinlik düzeyiHer kombinasyondaki чынжырToplam
Sydney27502027.000
Tokyo20502020.000
Aspen-416502016.000
Toplam———63.000

Başlangıç карталоо натыйжаларı ne көрсөтөт?

Çip топологияsine zaten uyumlu чынжырларde iyi bir карталоо алгоритмsının ek SWAP üretmemesi beklenmektedir. Изилдөөnın 11. жана 12. sayfalarındaki grafikler, üç ыкмасыn bu koşulu farklı düzeylerde sтармакladığını көрсөтөт.

FiDLS, genel olarak en az ek SWAP дарбазасы üreten баштапкы карталоо ыкмасыdir. Изилдөөчүлөр bu sonucu FiDLS’nin чынжырnin etkмененşim grafiği менен чип байланыш графы арасында субграф изоморфизми aramasına bтармакlamaktadır. Böylece логикалык кубитler doğrudan çalıştırılabмененcek fiziksel шилтемеlara daha sık yerleştirilmektedir.

QMAP, чынжыр büyüdükçe daha fazla ek SWAP üretmiştir. Grafiklerde белгиle orta жана büyük кубит sayılarında diğer ыкмаlerden belirgin biçimde daha yüksek дарбаза ekleme değerleri görülmektedir.

SABRE, çok küçük чынжырларde жана чынжырnin кубит sayısının bütün чипi kapsadığı bazı koşullarda iyi натыйжа маалыматrken orta ölçeklerde daha fazla SWAP eklemiştir. Sydney топологияsinde yaklaşık 9–17 кубит aralığındaki düşüş белгиle belirgindir.

FiDLS’nin Tokyo топологияsindeki başarımı diğer iki топологияye göre zayıflamıştır. Изилдөө bunu, oluşturulan баштапкы карталооsinin bütün CNOT işlemlerinin шилтеме gereksinimlerini aynı anda karşılayamamasıyla açıklamaktadır.

Yönlendirme натыйжаларı ne көрсөтөт?

Kesin SAT негиздүү ыкма bütün топологияlerde en az SWAP дарбазасыnı üreten referans olmuştur. Üç эвристикалык ыкма daha fazla SWAP eklemiştir.

AlgoritmaSydney’de так ыкмаe göre artışTokyo’da так ыкмаe göre artışAspen-4’te так ыкмаe göre artış
SABRE%76,14%155,00%54,83
QMAP%270,79%822,41%273,82
FiDLS%149,94%128,75%152,74

SABRE, üç топологияden ikisinde kesin sonuca en yakın эвристикалык ыкмаdir. Tokyo’da ise FiDLS’nin %128,75’lik artışı SABRE’nin %155’lik artışından daha düşüktür. Genel değerlendirmede SABRE, белгиle Sydney жана Aspen-4 үстүндө багыттоо жагынан en küçük farkı көрсөткөн.

QMAP bütün топологияlerde en yüksek farkı üretmiş, Tokyo’da kesin referansın yaklaşık 9,22 katı kadar ek SWAP kullanmıştır. Bu натыйжа, колдонулган чынжыр aмененsi жана ayarlar шартында QMAP’in багыттоо aşamasında zorlandığını көрсөтөт.

Yapısal bozuntu eklenen deneyler ne көрсөткөн?

Изилдөөчүлөр ыкмасы daha karmaşık hâle getirmek amacıyla temel чынжырларe farklı konumlarda 3–8 дарбазаlık кокус küçük чынжыр parçaları eklemiştir. Böylece кубиттер арасындаki etkмененşim yapısı değiştirilmiş жана багыттоо problemi zorlaştırılmıştır.

13. жана 14. sayfalardaki grafiklerde bütün ыкмаlerin eklediği SWAP sayısı yükselmekle birlikte genel sıralamanın büyük ölçüde korunduğu görülmektedir. SAT негиздүү так ыкма en düşük değerleri, QMAP çoğu ölçekte en yüksek değerleri üretmiştir. SABRE жана FiDLS arada kalmış, başarımları топологияye жана кубит sayısına göre değişmiştir.

Bu deney, ыкмасыn yalnızca бир bir sabit чынжыр yapısındaki davranışı değil, yapısal değişikliklere маалыматlen tepkiyi de inceleyebildiğini көрсөтөт. Бирок натыйжаларın istatistiksel dтармакılımı же bozuntu өлчөмүne göre güжанаn aralıkları берилген эмес.

Изилдөөnın temel bilimsel katkısı эмне?

Изилдөөnın ana katkısı yeni bir кубит карталоо алгоритмsı иштеп чыгууk değildir. Katkı, компиляторnin оптималдуу çözüme yakınlığını sınamak үчүн kontrollü белгиlere sahip салыштыруу чынжырларinin üretilmesidir.

Bu ыкмаle iki farklı soru sorulabilmektedir:

  • Giriş чынжырsi zaten аппараттык жабдыкa uyuyorsa компилятор gereksiz дарбаза ekliyor mu?
  • Kesin sonucu bilinen bir багыттоо parçasında эвристикалык ыкма оптималдууdan ne kadar uzaklaşıyor?

Bu ayrım маанилүү. Bir компилятор баштапкы карталооsinde кубатlü, sonraki багыттооde zayıf olabilir же bunun tersi görülebilir. FiDLS жана SABRE натыйжаларı bu абалa örnek oluşturmaktadır.

Изилдөөnın desбирlediği натыйжалар nelerdir?

  • Topolojiye doğrudan uyumlu чынжырлар, баштапкы карталоо алгоритмдерındaki gereksiz SWAP eklemelerini ortaya çıkarabilir.
  • FiDLS, колдонулган салыштыруу чынжырларinde баштапкы карталоо жагынан SABRE жана QMAP’ten daha az ek SWAP üretmiştir.
  • SABRE, kesin багыттоо referansına olan fark жагынан çoğu deneyde üç эвристикалык ыкма үчүнde en iyi sonucu жанаrmiştir.
  • QMAP, колдонулган deney düzeninde белгиle Tokyo топологияsinde kesin referanstan belirgin biçimde uzaklaşmıştır.
  • Yapısal olarak değiştirilmiş чынжырлар, компиляторлордун багыттоо davranışındaki farkları görünür kılabilmektedir.
  • Başlangıç карталооsi жана багыттоо ayrı ayrı değerlendirilmelidir.

Изилдөө neyi göstermemektedir?

  • Derleyicмененrin чыныгы Sydney, Tokyo же Aspen-4 işlemcмененrinde aynı başarı sıralamasını жанаreceğini göstermemektedir.
  • FiDLS’nin bütün kuantum чипlerinde en iyi баштапкы карталоо ыкмасы olduğunu далилдебейт.
  • SABRE’nin bütün чынжыр класстарыnda en iyi багыттоо алгоритмsı olduğunu далилдебейт.
  • Eklenen SWAP sayısının daha düşük olmasının her zaman daha yüksek чыныгы yürütme doğruluğu sтармакlayacтармакını göstermemektedir.
  • Devre derinliği, компиляция süresi, эс колдонулушу, hata oranı же энергия керектөө жагынан bir sıralama sunmamaktadır.
  • Büyük чынжырye eklenen küçük оптималдуу parçanın bütün чынжырyi küresel olarak оптималдуу yaptığını далилдебейт.
  • Önerмененn ыкмасыn bütün kuantum компиляторлордунe жана bütün temel дарбаза kümelerine doğrudan uygulanabмененceğini göstermemektedir.
  • Enerji керектөөnde же çevresel etkide ölçülmüş bir azalma göstermemektedir.

Изилдөөnın Yöntemi жана Bulguları

Deney ortamı

BмененşenИзилдөөda маалыматlen bilgi
İşlemciIntel Xeon E5-2683 v4
Çekirdek sayısı16
Bellek31 GB
İşletim sistemiLinux
Programlama тилiPython 3.8
Karşılaştırılan ыкмаlerSABRE, QMAP, FiDLS жана kesin referans olarak SAT_based
Hedef шилтеме grafikleriSydney, Tokyo жана Aspen-4
Toplam салыштыруу чынжырsi63.000

Birinci мутация ilişkisinin değerlendirme mantığı

KoşulBeklenen натыйжаИзилдөөdaki yorum
Giriş чынжырsi hedef чипin bir субграфına изоморфtur.Ek SWAP дарбазасы gerekmemelidir.Ek дарбаза varsa баштапкы карталооsi оптималдуу değildir.
Giriş жана çıkış дарбаза sayıları eşittir.\(|C|=|C'|\)Başlangıç карталооsi колдонулган критерий жагынан оптималдуу kabul eтилir.
Çıkışta daha fazla дарбаза vardır.\(|C'|>|C|\)Gereksiz багыттоо maliyeti bulunduğu kabul eтилir.

Bu тестin güжанаnilirliği; giriş жана çıkış чынжырларinin aynı дарбаза tabanında olması, компиляторnin bтармакımsız дарбаза sadeleştirmesi yapmaması жана yönlü шилтеме gereksinimlerinin önceden denetlenmesi koşullarına bтармакlıdır.

İkinci мутация ilişkisinin değerlendirme mantığı

DevreAnlamı
CÜretмененn giriş чынжырsi
C′Kesin SAT негиздүү ыкмаle oluşturulan referans чынжыр
C″Değerlendirмененn эвристикалык компиляторnin çıktısı

Kullanılan ilişki:

\[ |C'|=|C''| \]

Eşitlik sтармакlanırsa эвристикалык натыйжа, колдонулган эки кубиттүү дарбаза sayısı критерийünde kesin referansla eşleşmektedir. Eşitlik sтармакlanmıyorsa fark, компиляторnin оптималдуу шилтемеtan sapması olarak değerlendirilmektedir.

Karşılaştırma чынжырsi üretim akışı

  1. Hedef чип жана desбирlenen дарбаза kümesi seçilir.
  2. Belirli кубит sayısına sahip fiziksel субграфlar belirlenir.
  3. Altgraf үстүндө paralel çalıştırılabмененn дарбазаlar seçilir.
  4. Belirlenen derinliğe kadar кокус чынжыр katmanları oluşturulur.
  5. Başlangıç карталоо тестi үчүн doğrudan аткарылуучу чынжыр saklanır.
  6. Yönlendirme тестi үчүн 3–5 кубитli жана en fazla 10 CNOT içeren küçük чынжыр hazırlanır.
  7. Küçük чынжырnin оптималдуу багыттооsi SAT негиздүү ыкмаle hesaplanır.
  8. Devre parçası fiziksel топологияye uyumlu temel чынжырye eklenir.
  9. SABRE, QMAP жана FiDLS çıktıları kesin referansla karşılaştırılır.

Şekillerin gösterdiği temel натыйжалар

KonumGörsel içerikTemel çıkarım
2. sayfa, Şekil 1Kuantum yazılımından kuantum чипine uzanan компиляция zinciriDerleyici аппараттык жабдык жана yazılım арасындаki dönüşüm katmanıdır.
7. sayfa, Şekil 2Sydney байланыш графы, uyumlu чынжыр жана SABRE çıktısıTopolojiye uygun girişte bменен SABRE ek SWAP üretebilmektedir.
9. sayfa, Şekil 3Optimum küçük чынжырnin temel чынжырye eklenmesiSAT негиздүү натыйжа bir SWAP, SABRE iki SWAP kullanmıştır.
11. sayfa, Şekil 4Başlangıç карталооsindeki дарбаза ekleme oranlarıFiDLS genel olarak en istikrarlı жана en düşük ekleme davranışını көрсөткөн.
12. sayfa, Şekil 5Üç топологияde ortalama SWAP sayılarıQMAP en yüksek, FiDLS çoğunlukla en düşük değerleri üretmiştir.
13. sayfa, Şekil 6Kesin ыкма жана üç эвристикалык yönlendiriciSABRE genel olarak kesin çözüme en yakın эвристикалык ыкмаdir.
14. sayfa, Şekil 7Yapısal bozuntu eklenen genişletilmiş deneylerDevre karmaşıklaştığında SWAP sayıları artmış, genel ыкма farkları korunmuştur.

Yeniden üretмененbilirlik değerlendirmesi

BilgiDurum
İşlemci, эс жана yazılım тилiVerilmiştir.
Çip топологиялары жана кубит sayılarıVerilmiştir.
Devre sayısı жана derinlik aralığıVerilmiştir.
SABRE, QMAP жана FiDLS sürümleriVerilmemiştir.
Derleyici оптималдаштыруу ayarlarıEksiktir.
Rastgele урукlarVerilmemiştir.
Ham натыйжа маалыматleriPaylaşılmamıştır.
63.000 giriş чынжырsiPaylaşılmamıştır.
Kaynak koduKabul sonrasında yayımlanacтармакı belirtilmiştir.
Güжанаn aralıkları жана anlamlılık тестleriSunulmamıştır.

Daha кубатlü bir değerlendirme үчүн gereken ek ölçümler

  • Devre derinliği жана kritik yol uzunluğu,
  • Toplam жана эки кубиттүү дарбаза sayısının ayrı raporlanması,
  • Çip kalibrasyonuna göre hata салмакlı başarı olasılığı,
  • Derleyici иштөө убактысы жана эс керектөөсү,
  • Farklı оптималдаштыруу düzeyleri жана кокус урукlar,
  • Gerçek kuantum аппараттык жабдыкı үстүндө yürütme натыйжаларı,
  • Kapı yönü жана temel дарбаза ayrıştırmasının kontrolü,
  • Her чынжыр классı үчүн standart sapma жана güжанаn aralığı,
  • Büyük чынжырларin küresel оптималдууuyla doğrulanabмененn küçük ölçekli alt küme,
  • Devreler, kod жана bütün deney yapılandırmalarının açık paylaşımı.

Sonuçların doğru kullanım biçimi

Önerмененn алкак, квант компиляторлорунун belirli карталоо жана багыттоо kararlarını kontrollü салыштыруу чынжырларiyle sınamak үчүн kullanılabilir. Özellikle топологияye uyumlu bir чынжырde gereksiz SWAP eklenmesi, компиляторnin баштапкы карталоо aşamasındaki açık bir маалыматmsizlik işareti olabilir.

Муну менен бирге бир bir дарбаза sayısı критерийü, üretim düzeyindeki kuantum компилятор seçimi үчүн yeterli değildir. Gerçek kullanımda derinlik, paralellik, hedef чипin güncel hata oranları, чынжыр иштөө убактысы жана компиляторnin эсептөө maliyeti birlikte değerlendirilmelidir.

Kaynak жана Yöntem Notu

Изилдөөnın tam özgün adı: A Mutation-Based Framework for Efficiency Evaluation of Quantum Compмененrs

Yazarlar: Hui Jiang, Hengbin Yang, Zhifan Liu, Yuxin Deng жана Ying Huang

Yazar sıralaması: Hui Jiang; Hengbin Yang; Zhifan Liu; Yuxin Deng; Ying Huang

Eş katkı bilgisi: Изилдөөda eşit katkı же eş birinci авторlık beyanı bulunmamaktadır.

Sorumlu автор: Hui Jiang

Kurumlar:

  • Chongqing Uniжанаrsity of Posts and Telecommunications, Chongqing, Çin: Hui Jiang, Hengbin Yang, Zhifan Liu жана Ying Huang
  • Shanghai Uniжанаrsity of Finance and Economics, Şanghay, Çin: Yuxin Deng

DOI:10.2139/ssrn.6997092

Yayın platformu: SSRN

SSRN’ye yüklenme tarihi: 25 Haziran 2026

Изилдөөda belirtмененn tarih: 9 Nisan 2026

Sayfa sayısı: 17

Dergi: Yayımlanmış bir dergi makalesi bulunmamaktadır. Belge үстүндө “Preprint submitted to Nuclear Physics B” ifadesi yer almaktadır.

Özgün жарыялооevi: Изилдөөnın kabul eтилmiş же yayımlanmış sürümü bulunmadığından özgün dergi жарыялооevi bilgisi yer almamaktadır.

Kaynak türü: Üretilmiş квант чынжыры салыштыруу kümeleri үстүндө deneysel компилятор değerlendirmesi niteliğinde preprint

Hakemlik абалu: Изилдөө рецензиядан өткөн эмес. Her sayfada “Preprint not peer reviewed” uyarısı bulunmaktadır.

Resmî шилтеме:SSRN изилдөө sayfası

Finansman: Изилдөөda finansman kaynтармакı belirtilmemiştir.

Çıkar çatışması: Изилдөөda ayrı bir çıkar çatışması beyanı yer almamaktadır.

Veri жана kod erişimi: Изилдөөчүлөр kodun изилдөө kabul eтилdikten sonra yayımlanacтармакını belirtmiştir. İncelenen sürümde kod deposu, ham натыйжалар же üretмененn 63.000 чынжырye erişim шилтемеsı bulunmamaktadır.

Bu Түркçe makale, yüklenen 17 sayfalık изилдөөnın metni, sözde kodları, denklemi, чынжыр şemaları жана салыштыруу grafikleri baştan sona incelenerek hazırlanmıştır. Bilimsel ыкма, салыштыруу sayıları жана yüzdelik натыйжалар yalnızca изилдөөda bildirмененn bilgмененre dayanmaktadır. Dış булакlar yalnızca аталыш, авторlar, автор sıralaması, мекемеlar, DOI, platform жана yüklenme tarihinin bibliyografik doğrulanması үчүн колдонулган.

Изилдөөda Sydney, Tokyo жана Aspen-4 adları kullanılsa da deneyler bu fiziksel kuantum işlemcмененrde yürütülmemiştir. Bunların шилтеме топологиялары компиляция hedefi olarak колдонулган. Bu ayrım, изилдөөnın натыйжаларını чыныгы аппараттык жабдык başarımı olarak yorumlamamak үчүн маанилүү.

“Optimum” ifadesi de küçük SAT негиздүү чынжыр parçaları жана колдонулган эки кубиттүү дарбаза sayısı критерийüyle sınırlıdır. Küçük bir parçanın оптималдуу багыттооsinin büyük чынжырnin tamamı үчүн küresel оптималдуу sтармакladığı gösterilmemiştir.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты