論文の概要: Compiling quantamorphisms for the IBM Q Experience
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.10510v1
- Date: Wed, 21 Oct 2020 13:32:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-28 03:23:41.398886
- Title: Compiling quantamorphisms for the IBM Q Experience
- Title（参考訳）: IBM Q 体験のための量子同型コンパイル
- Authors: Ana Neri, Rui Soares Barbosa, Jos\'e N. Oliveira
- Abstract要約: 本稿では,古典的プログラム代数の法則を量子プログラミングに拡張するために貢献する。
IBM Q Experienceで利用可能な量子デバイスにデプロイされるように、正しく構成された量子回路を構築することを目的としている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Based on the connection between the categorical derivation of classical
programs from specifications and the category-theoretic approach to quantum
physics, this paper contributes to extending the laws of classical program
algebra to quantum programming. This aims at building correct-by-construction
quantum circuits to be deployed on quantum devices such as those available at
the IBM Q Experience. Quantum circuit reversibility is ensured by minimal
complements, extended recursively. Measurements are postponed to the end of
such recursive computations, termed "quantamorphisms", thus maximising the
quantum effect. Quantamorphisms are classical catamorphisms which, extended to
ensure quantum reversibility, implement quantum cycles (vulg. for-loops) and
quantum folds on lists. By Kleisli correspondence, quantamorphisms can be
written as monadic functional programs with quantum parameters. This enables
the use of Haskell, a monadic functional programming language, to perform the
experimental work. Such calculated quantum programs prepared in Haskell are
pushed through Quipper to the Qiskit interface to IBM Q quantum devices. The
generated quantum circuits - often quite large - exhibit the predicted
behaviour. However, running them on real quantum devices incurs into a
significant amount of errors. As quantum devices are constantly evolving, an
increase in reliability is likely in the near future, allowing for our programs
to run more accurately.
- Abstract（参考訳）: 本論文は、仕様から古典的プログラムのカテゴリー導出と量子物理学への圏論的アプローチとの関係に基づいて、古典的プログラム代数の法則を量子プログラミングへ拡張することに貢献する。
これは、IBM Q Experienceで利用可能な量子デバイスにデプロイされる正しい構成量子回路を構築することを目的としている。
量子回路の可逆性は最小補数によって保証され、再帰的に拡張される。
測定は「量子同型」と呼ばれるそのような再帰計算の終わりまで延期され、量子効果を最大化する。
量子準同型 (quantamorphism) は古典的カタモルフィズムであり、量子可逆性を確保するために拡張され、リスト上の量子サイクルや量子折りたたみを実装している。
クライスリ対応により、量子同型は量子パラメータを持つモナディック汎関数プログラムとして記述できる。
これにより、モナディックな関数型プログラミング言語であるHaskellを実験的な作業に使用することができる。
Haskellで作成された計算量子プログラムは、Quipperを通じてQiskitインターフェースからIBM Q量子デバイスにプッシュされる。
生成された量子回路(しばしば非常に大きい)は予測された振る舞いを示す。
しかし、実際の量子デバイス上で実行すると、かなりのエラーが発生します。
量子デバイスは常に進化しているため、近い将来信頼性が向上し、プログラムをより正確に実行できるようになるでしょう。
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