論文の概要: Verification of Distributed Quantum Programs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.14796v1
• Date: Fri, 30 Apr 2021 07:23:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-02 00:02:24.479393
• Title: Verification of Distributed Quantum Programs
• Title（参考訳）: 分散量子プログラムの検証
• Authors: Yuan Feng, Sanjiang Li, Mingsheng Ying
• Abstract要約: 本稿では,分散量子システムの仕様と検証を容易にするために,CSPのような分散プログラミング言語を提案する。 論理の有効性は、量子テレポーテーションの検証と非局所的なCNOTゲートの局所的な実装におけるその応用によって実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.266176871677275
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Distributed quantum systems and especially the Quantum Internet have the ever-increasing potential to fully demonstrate the power of quantum computation. This is particularly true given that developing a general-purpose quantum computer is much more difficult than connecting many small quantum devices. One major challenge of implementing distributed quantum systems is programming them and verifying their correctness. In this paper, we propose a CSP-like distributed programming language to facilitate the specification and verification of such systems. After presenting its operational and denotational semantics, we develop a Hoare-style logic for distributed quantum programs and establish its soundness and (relative) completeness with respect to both partial and total correctness. The effectiveness of the logic is demonstrated by its applications in the verification of quantum teleportation and local implementation of non-local CNOT gates, two important algorithms widely used in distributed quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 分散量子システム、特に量子インターネットは、量子計算のパワーを十分に発揮する可能性が高まっている。 汎用量子コンピュータの開発は、多くの小さな量子デバイスを接続するよりもはるかに難しいため、これは特に真実である。 分散量子システムを実装する際の大きな課題は、それらをプログラミングし、その正確性を検証することである。 本稿では,このようなシステムの仕様と検証を容易にするcspライクな分散プログラミング言語を提案する。 操作的および記述的意味論を提示した後、分散量子プログラムのためのHoareスタイルの論理を開発し、部分的および完全性の両方に関して、その健全性と(相対的な)完全性を確立する。 この論理の有効性は、量子テレポーテーションの検証や、分散量子システムで広く使われている2つの重要なアルゴリズムである非局所cnotゲートの局所的実装における応用によって実証される。

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