論文の概要: A Tensor Network based Decision Diagram for Representation of Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.02618v2
• Date: Sat, 21 Aug 2021 07:15:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-03 11:33:23.956617
• Title: A Tensor Network based Decision Diagram for Representation of Quantum Circuits
• Title（参考訳）: テンソルネットワークを用いた量子回路表現のための決定図
• Authors: Xin Hong, Xiangzhen Zhou, Sanjiang Li, Yuan Feng, Mingsheng Ying
• Abstract要約: 本稿では、テンソルネットワークの原理的かつ便利な応用のために、TDDと呼ばれる決定図式データ構造を提案する。 回路分割を利用することにより、量子回路のTDDを効率的に計算することができる。 TDDは量子回路に関連する様々な設計自動化タスクにおいて重要な役割を果たすことが期待されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.36229449571485
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Tensor networks have been successfully applied in simulation of quantum physical systems for decades. Recently, they have also been employed in classical simulation of quantum computing, in particular, random quantum circuits. This paper proposes a decision diagram style data structure, called TDD (Tensor Decision Diagram), for more principled and convenient applications of tensor networks. This new data structure provides a compact and canonical representation for quantum circuits. By exploiting circuit partition, the TDD of a quantum circuit can be computed efficiently. Furthermore, we show that the operations of tensor networks essential in their applications (e.g., addition and contraction), can also be implemented efficiently in TDDs. A proof-of-concept implementation of TDDs is presented and its efficiency is evaluated on a set of benchmark quantum circuits. It is expected that TDDs will play an important role in various design automation tasks related to quantum circuits, including but not limited to equivalence checking, error detection, synthesis, simulation, and verification.
• Abstract（参考訳）: テンソルネットワークは、何十年もの間量子物理系のシミュレーションにうまく応用されてきた。 近年、量子コンピューティング、特にランダム量子回路の古典的なシミュレーションにも採用されている。 本稿では、テンソルネットワークのより原理的で便利な応用のために、TDD(Tensor Decision Diagram)と呼ばれる決定図式データ構造を提案する。 この新しいデータ構造は、量子回路のコンパクトで標準的な表現を提供する。 回路分割を利用することにより、量子回路のTDDを効率的に計算することができる。 さらに、アプリケーションに不可欠なテンソルネットワーク(加算や収縮など)の操作もTDDで効率的に実装できることを示す。 TDDの概念実証実装を示し、その効率をベンチマーク量子回路のセットで評価する。 TDDは、等価性チェック、エラー検出、合成、シミュレーション、検証など、量子回路に関連するさまざまな設計自動化タスクにおいて重要な役割を果たすことが期待されている。

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