論文の概要: QECV: Quantum Error Correction Verification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.13728v1
• Date: Fri, 26 Nov 2021 19:40:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-06 19:23:29.897645
• Title: QECV: Quantum Error Correction Verification
• Title（参考訳）: QECV:量子エラー補正検証
• Authors: Anbang Wu, Gushu Li, Hezi Zhang, Gian Giacomo Guerreschi, Yuan Xie, Yufei Ding
• Abstract要約: 安定化器符号の形式的正当性を効率よく検証できる検証フレームワークQECVを提案する。 本稿では,QECV プログラムの正しさを効率的に推論するために,QECV の推論規則をセットとした音量子 Hoare 論理証明系を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.05397810840915
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Error Correction (QEC) is essential for fault-tolerant quantum copmutation, and its implementation is a very sophisticated process involving both quantum and classical hardware. Formulating and verifying the decomposition of logical operations into physical ones is a challenge in itself. In this paper, we propose QECV, a verification framework that can efficiently verify the formal correctness of stabilizer codes, arguably the most important class of QEC codes. QECV first comes with a concise language, QECV-Lang, where stabilizers are treated as a first-class object, to represent QEC programs. Stabilizers are also used as predicates in our new assertion language, QECV-Assn, as logical and arithmetic operations of stabilizers can be naturally defined. We derive a sound quantum Hoare logic proof system with a set of inference rules for QECV to efficiently reason about the correctness of QEC programs. We demonstrate the effectiveness of QECV with both theoretical complexity analysis and in-depth case studies of two well-known stabilizer QEC codes, the repetition code and the surface code.
• Abstract（参考訳）: qec(quantum error correction)はフォールトトレラントな量子共変に必須であり、その実装は量子ハードウェアと古典ハードウェアの両方を含む非常に洗練されたプロセスである。 論理演算の物理演算への分解を定式化し検証することは、それ自体が課題である。 本稿では,安定化器符号の形式的正当性を効率よく検証できる検証フレームワークであるQECVを提案する。 QECVはまず、QECV-Langという簡潔な言語を持ち、そこでは安定化器を第一級のオブジェクトとして扱い、QECプログラムを表現する。 安定化器は我々の新しいアサーション言語 QECV-Assn の述語としても使われ、安定化器の論理演算と算術演算は自然に定義できる。 本稿では,QECV プログラムの正しさを効率的に推論するために,QECV の推論規則をセットとした音量子 Hoare 論理証明システムを提案する。 本稿では,QECV の有効性を理論的複雑性解析と2つのよく知られた安定化器 QEC 符号,繰り返し符号,表面符号の詳細なケーススタディで実証する。

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