摘要：随着一些有噪声量子计算设备的产生，量子电路的映射问题越来越受到关注。量子电路作为一种计算模型，是目前量子算法向量子体系结构映射的重要方式。一般量子算法采用一维量子电路表示，但在有些实际量子物理体系中，量子位需要分布在二维网格结构上实现量子计算的体系结构。为了把一维量子电路映射到二维网格结构中，并满足网格中的量子位交互作用的近邻化物理约束，提出了一种一维量子电路到二维网格结构映射过程的量子位放置顺序，并给出在二维网格中放置量子位的布局策略；提出二维网格结构中不相邻量子位之间建立交互路径的相关算法。

软件系统基于VS2017平台，借助C++语言实现了一个二维量子电路近邻化映射综合平台，实现了用户登录，量子电路的预处理转化，量子比特优先级队列、优化布局、量子代价以及不同算法的量子代价对比显示，主要算法的平台展示。该系统有利于量子电路的优化设计和研究，也为科研人员提供参考。 

关键词：量子电路；二维网格；近邻化；量子交互代价；交互路径

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摘   要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2 研究现状-1

1.3 研究意义-2

1.4 本章小结-2

第二章  基本概念-3

2.1 量子门-3

2.2 量子逻辑电路-3

2.3 量子位的距离-4

2.4 映射平台-5

2.5 本章小结-5

第三章  量子电路映射-6

3.1 量子位活跃度-6

3.2 量子位放置顺序寻找-6

3.3 量子电路的二维映射-7

3.3.1 交互图-7

3.3.2 成本函数-7

3.3.3 遍历范围确定及量子位布局-8

3.4 二维量子电路近邻化-9

3.4.1 交互代价-9

3.4.2 路径寻优-9

3.4.3 二维量子电路近邻化算法-10

3.5实验结果及分析-11

3.6 本章小结-13

第四章 二维量子电路近邻化映射综合平台-14

4.1 平台需求分析-14

4.1.1 平台功能需求分析-14

4.1.2 可行性分析-14

4.2 平台相关技术-14

4.2.1 语言的选择-14

4.2.2 框架的选择-15

4.2.3 数据库的选择-15

4.3 平台架构设计-15

4.3.1 平台功能模块-15

4.3.2 平台架构-16

4.4 数据库设计-16

4.4.1 数据需求分析-16

4.4.2 数据 E-R 图-17

4.4.3 数据表设计-18

4.5 平台实现-20

4.5.1 用户模块-20

4.5.2 综合算法模块-21

4.5.3 结果数据显示模块-25

4.5.4 算法展示模块-28

4.6 平台测试-29

4.6.1 测试内容-29

4.6.2 测试过程-29

4.6.3 测试结果-32

4.7 本章小结-33

第五章 结论和展望-34

5.1 结论-34

5.2 展望-34

参考文献-35

致  谢-38