論文の概要: Equivalence Checking of Dynamic Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.01658v1
• Date: Thu, 3 Jun 2021 08:03:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 23:29:08.945450
• Title: Equivalence Checking of Dynamic Quantum Circuits
• Title（参考訳）: 動的量子回路の等価性検証
• Authors: Xin Hong, Yuan Feng, Sanjiang Li, Mingsheng Ying
• Abstract要約: 最先端の量子デバイスは依然として非常に限られた数の量子ビットしか持たない。 短期量子デバイスでより現実的なアルゴリズムを実行する1つの方法は、動的量子回路を使用することである。 この技術は、量子アルゴリズムの与えられた精度を達成するのに必要なリソースを大幅に削減するのに役立ちます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.835264621634824
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Despite the rapid development of quantum computing these years, state-of-the-art quantum devices still contain only a very limited number of qubits. One possible way to execute more realistic algorithms in near-term quantum devices is to employ dynamic quantum circuits, in which measurements can happen during the circuit and their outcomes are used to control other parts of the circuit. This technique can help to significantly reduce the resources required to achieve a given accuracy of a quantum algorithm. However, since this type of quantum circuits are more flexible, their verification is much more challenging. In this paper, we give a formal definition of dynamic quantum circuits and then propose to characterise their functionality in terms of ensembles of linear operators. Based on this novel semantics, two dynamic quantum circuits are equivalent if they have the same functionality. We further propose and implement two decision diagram-based algorithms for checking the equivalence of dynamic quantum circuits. Experiments show that embedding classical logic into conventional quantum circuits does not incur significant time and space burden.
• Abstract（参考訳）: 近年の量子コンピューティングの急速な発展にもかかわらず、最先端の量子デバイスは依然として非常に限られた数の量子ビットしか持たない。 短期量子デバイスでより現実的なアルゴリズムを実行する方法の1つは、動的量子回路を使用することで、回路中に測定が行われ、その結果が回路の他の部分を制御するために使用される。 この技術は、量子アルゴリズムの与えられた精度を達成するのに必要なリソースを大幅に削減するのに役立つ。 しかし、この種の量子回路はより柔軟であるため、その検証はより困難である。 本稿では、動的量子回路の形式的定義を述べ、線形作用素のアンサンブルの観点からそれらの機能を特徴付けることを提案する。 この新しいセマンティクスに基づき、2つの動的量子回路が同じ機能を持つ場合、等価である。 さらに、動的量子回路の等価性をチェックする2つの決定図ベースのアルゴリズムを提案し実装する。 実験により、古典論理を従来の量子回路に埋め込むことは、時間と空間の重荷を伴わないことが示された。

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