Enrutamiento de qubits
El enrutamiento de qubits mapea los qubits lógicos de un circuito sobre un chip con conectividad limitada, insertando puertas SWAP para mover estados entre qubits no adyacentes con el menor coste posible en tiempo y errores.
Qué significa
Un circuito se escribe como si cada qubit pudiera interactuar con todos los demás, pero los chips reales tienen conectividad limitada — por ejemplo, una red cuadrada donde cada qubit tiene solo 4 vecinos.Cuando una puerta de dos qubits apunta a un par sin conexión directa, el enrutador inserta puertas SWAP que hacen caminar el estado cuántico a través de qubits intermedios hasta que los dos estados quedan adyacentes.Cada SWAP es caro — se descompone en 3 CNOT —, así que añade tiempo y acumula errores; por eso un buen enrutamiento busca el desvío más corto.Además, los qubits no son intercambiables: los tiempos de coherencia y las fidelidades de las puertas de dos qubits difieren por qubit y por conexión, y derivan a diario, de modo que un enrutador consciente de la calibración consulta los datos de calibración de hoy para pasar por los qubits más sanos.Tras la ejecución, los resultados medidos deben mapearse de vuelta desde los qubits físicos a los qubits lógicos originales, lo que exige recordar el mapeo.La calidad del enrutamiento mueve directamente la fidelidad global: a fecha de 2026, el mapeo y enrutamiento consciente de errores de medición (MERA, 2025) reportó mejoras medias de fidelidad del 25–52% sobre el compilador de referencia sin añadir ningún SWAP extra — evidencia de que el mapeo y el enrutamiento siguen siendo una frontera activa de investigación, no un problema resuelto.Analogía cotidiana
Errores comunes
- 'Qubit lógico' tiene dos significados distintos — (a) un qubit de tu circuito tal como lo escribiste, el sentido usado en el enrutamiento, y (b) un qubit con corrección de errores construido a partir de muchos qubits físicos. No los confundas.
- Los qubits NO son intercambiables — los tiempos de coherencia y las fidelidades de las puertas de dos qubits difieren por qubit y por conexión, y derivan a diario. Por eso un buen enrutamiento es consciente de la calibración, y los resultados deben mapearse después de vuelta a tus qubits lógicos originales.
Puntos clave
- Un SWAP cuesta 3 CNOT, así que cada SWAP insertado añade tiempo y error — el trabajo del enrutador es encontrar el desvío más corto.
- La calidad del enrutamiento mueve directamente la fidelidad: a fecha de 2026, el mapeo/enrutamiento consciente de errores de medición (MERA, 2025) mejoró la fidelidad un 25–52% de media sobre el compilador de referencia sin SWAPs extra.
- Los mapas de conectividad acotan lo que es enrutable — p. ej., una red cuadrada da a cada qubit solo 4 vecinos.
Comprueba tu comprensión
Tu circuito aplica cx(0,1), pero en el chip los qubits físicos Q0 y Q1 no están conectados. ¿Qué hace el enrutador?
- A.Rechaza el circuito por ser físicamente imposible
- B.Mide ambos qubits y los vuelve a preparar uno junto al otro
- C.Inserta puertas SWAP para mover los estados a través de qubits intermedios conectados hasta que quedan adyacentes
- D.Sustituye el CX por una puerta de un solo qubit que no necesita conectividad
Ver la respuesta
Respuesta: C. Inserta puertas SWAP para mover los estados a través de qubits intermedios conectados hasta que quedan adyacentes
Por qué: El enrutamiento inserta puertas SWAP como piedras de paso, moviendo los estados cuánticos a través de qubits intermedios conectados. Como cada SWAP se descompone en 3 CNOT, el enrutador minimiza el número de SWAPs.
¿Por qué un buen enrutador debería consultar los datos de calibración de hoy antes de elegir un camino?
- A.Porque los datos de calibración determinan el código de colores del diagrama del circuito
- B.Porque la coherencia de los qubits y las fidelidades de las puertas de dos qubits varían por qubit y conexión y derivan a diario, de modo que el camino más corto por qubits en mal estado puede perder frente a uno algo más largo por qubits sanos
- C.Porque los datos de calibración son necesarios para definir la matriz de la puerta SWAP
- D.Porque el enrutamiento solo se permite durante las ventanas de calibración
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Respuesta: B. Porque la coherencia de los qubits y las fidelidades de las puertas de dos qubits varían por qubit y conexión y derivan a diario, de modo que el camino más corto por qubits en mal estado puede perder frente a uno algo más largo por qubits sanos
Por qué: Los qubits no son intercambiables: su calidad varía por qubit y por conexión y cambia a diario. El enrutamiento consciente de la calibración sopesa la longitud del camino frente a la salud de los qubits de hoy.
Se apoya en
Routing under limited connectivity + SWAP insertion is established compilation literature; SWAP = 3 CNOT is elementary identity. Regraded timebound 2026-07-10: the text carries current-state claims (as-of-2026 framing; MERA 25-52% fidelity stats, arXiv:2511.10921) that will drift with compiler ecosystems, matching the transpilation precedent.
Apréndelo con la práctica
Este concepto forma parte de un plan de 46 niveles, con un simulador interactivo y Lumen, un tutor cuyas respuestas se verifican antes de mostrarse. Los niveles 1–5 son gratuitos.