論文の概要: Efficient Construction of Functional Representations for Quantum Algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.08281v1
• Date: Mon, 15 Mar 2021 11:20:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-08 02:18:02.899988
• Title: Efficient Construction of Functional Representations for Quantum Algorithms
• Title（参考訳）: 量子アルゴリズムのための関数表現の効率的な構築
• Authors: Lukas Burgholzer, Rudy Raymond, Indranil Sengupta and Robert Wille
• Abstract要約: 量子関数の表現を、できるだけ小さな中間表現でできる限り多くの演算を実行するという考え方に基づいて構築する解を提案する。 実験により、これらの解を適用することで、最先端の手法よりも高速に所望の表現を構築できることが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.066382982173528
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Due to the significant progress made in the implementation of quantum hardware, efficient methods and tools to design corresponding algorithms become increasingly important. Many of these tools rely on functional representations of certain building blocks or even entire quantum algorithms which, however, inherently exhibit an exponential complexity. Although several alternative representations have been proposed to cope with this complexity, the construction of those representations remains a bottleneck. In this work, we propose solutions for efficiently constructing representations of quantum functionality based on the idea of conducting as many operations as possible on as small as possible intermediate representations -- using Decision Diagrams as a representative functional description. Experimental evaluations show that applying these solutions allows to construct the desired representations several factors faster than with state-of-the-art methods. Moreover, if repeating structures (which frequently occur in quantum algorithms) are explicitly exploited, exponential improvements are possible -- allowing to construct the functionality of certain algorithms within seconds, whereas the state of the art fails to construct it in an entire day.
• Abstract（参考訳）: 量子ハードウェアの実装において顕著な進歩により、対応するアルゴリズムを設計する効率的な方法やツールがますます重要になる。 これらのツールの多くは、特定の構成要素や量子アルゴリズム全体の関数表現に依存するが、本質的に指数関数的複雑性を示す。 この複雑さに対処するために、いくつかの代替表現が提案されているが、これらの表現の構成は依然としてボトルネックである。 本研究では, 決定図を代表的機能記述として用いることで, 可能な限り少ない中間表現で可能な限り多くの演算を実行するという考え方に基づいて, 量子関数の表現を効率的に構築するための解を提案する。 実験により、これらの解を適用することで、最先端の手法よりも高速に所望の表現を構築できることが示されている。 さらに、繰り返し構造(量子アルゴリズムで頻繁に発生する)が明示的に悪用される場合、指数関数的な改善が可能で、特定のアルゴリズムの機能を数秒で構築することができる。

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