論文の概要: Towards a SAT Encoding for Quantum Circuits: A Journey From Classical
Circuits to Clifford Circuits and Beyond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.00698v1
- Date: Tue, 1 Mar 2022 19:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-23 10:05:03.750988
- Title: Towards a SAT Encoding for Quantum Circuits: A Journey From Classical
Circuits to Clifford Circuits and Beyond
- Title（参考訳）: 量子回路のSAT符号化に向けて:古典回路からクリフォード回路への旅
- Authors: Lucas Berent, Lukas Burgholzer, Robert Wille
- Abstract要約: 任意の量子回路に適用可能な命題SAT符号化を提案する。
量子状態を表現することの本質的な複雑さのため、そのようなエンコーディングを構築することは一般には不可能である。
提案手法がClifford回路のクラスにどのように適用できるかを明確に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.610459670994051
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Satisfiability Testing (SAT) techniques are well-established in classical
computing where they are used to solve a broad variety of problems, e.g., in
the design of classical circuits and systems. Analogous to the classical realm,
quantum algorithms are usually modelled as circuits and similar design tasks
need to be tackled. Thus, it is natural to pose the question whether these
design tasks in the quantum realm can also be approached using SAT techniques.
To the best of our knowledge, no SAT formulation for arbitrary quantum circuits
exists and it is unknown whether such an approach is feasible at all. In this
work, we define a propositional SAT encoding that, in principle, can be applied
to arbitrary quantum circuits. However, we show that due to the inherent
complexity of representing quantum states, constructing such an encoding is not
feasible in general. Therefore, we establish general criteria for determining
the feasibility of the proposed encoding and identify classes of quantum
circuits fulfilling these criteria. We explicitly demonstrate how the proposed
encoding can be applied to the class of Clifford circuits as a representative.
Finally, we empirically demonstrate the applicability and efficiency of the
proposed encoding for Clifford circuits. With these results, we lay the
foundation for continuing the ongoing success of SAT in classical circuit and
systems design for quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: SAT(Satisfiability Testing)技術は、古典的な回路やシステムの設計など、様々な問題を解決するために使用される古典コンピューティングにおいて確立されている。
古典的な領域と同様に、量子アルゴリズムは通常回路としてモデル化され、同様の設計タスクに取り組む必要がある。
したがって、量子空間におけるこれらの設計タスクがsat技術を用いてアプローチできるかどうかを問うのは自然である。
我々の知る限り、任意の量子回路に対するsat定式化は存在せず、そのようなアプローチが実現可能かどうかは不明である。
本研究では、任意の量子回路に適用可能な命題SAT符号化を定義する。
しかし,量子状態の表現が本質的に複雑であるため,そのようなエンコーディングの構成は一般には不可能であることを示す。
そこで,提案する符号化の実現可能性を決定するための一般的な基準を定め,これらの基準を満たした量子回路のクラスを同定する。
本稿では、クリフォード回路のクラスを代表として、提案符号化がどのように適用できるかを明示的に示す。
最後に,Clifford回路における符号化の有効性と効率を実証的に示す。
これらの結果から,古典回路におけるSATの継続的な成功と量子回路のシステム設計の基盤を築いた。
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