論文の概要: Qunity: A Unified Language for Quantum and Classical Computing (Extended Version)

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.12384v3
• Date: Tue, 15 Nov 2022 02:44:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 11:54:31.146007
• Title: Qunity: A Unified Language for Quantum and Classical Computing (Extended Version)
• Title（参考訳）: Qunity: 量子コンピューティングと古典コンピューティングのための統一言語(拡張バージョン)
• Authors: Finn Voichick, Liyi Li, Robert Rand, Michael Hicks
• Abstract要約: 量子プログラミング言語Quinityを紹介します。 Qunityは量子コンピューティングを古典コンピューティングの自然な一般化として扱う。 我々はQunityがいくつかの量子アルゴリズムをきれいに表現する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.5348690973777006
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce Qunity, a new quantum programming language designed to treat quantum computing as a natural generalization of classical computing. Qunity presents a unified syntax where familiar programming constructs can have both quantum and classical effects. For example, one can use sum types to implement the direct sum of linear operators, exception-handling syntax to implement projective measurements, and aliasing to induce entanglement. Further, Qunity takes advantage of the overlooked BQP subroutine theorem, allowing one to construct reversible subroutines from irreversible quantum algorithms through the uncomputation of "garbage" outputs. Unlike existing languages that enable quantum aspects with separate add-ons (like a classical language with quantum gates bolted on), Qunity provides a unified syntax and a novel denotational semantics that guarantees that programs are quantum mechanically valid. We present Qunity's syntax, type system, and denotational semantics, showing how it can cleanly express several quantum algorithms. We also detail how Qunity can be compiled into a low-level qubit circuit language like OpenQASM, proving the realizability of our design.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングを古典コンピューティングの自然な一般化として扱うために設計された新しい量子プログラミング言語qunityを紹介する。 Qunityは、よく知られたプログラミング構造が量子効果と古典効果の両方を持つような統一構文を示す。 例えば、線形演算子の直接和を実装するためにsum型、射影測定を実装するために例外処理構文、絡み合いを誘発するためにエイリアシングを使うことができる。 さらに、qunity は見落とされた bqp subroutine 定理を活用し、"garbage" 出力の非計算を通じて可逆量子アルゴリズムから可逆サブルーチンを構築することができる。 量子ゲートを持つ古典言語のような)別々のアドオンで量子アスペクトを可能にする既存の言語とは異なり、qunityは統一構文と、プログラムが量子力学的に有効なことを保証する新しい記述意味論を提供する。 qunityの構文、型システム、表記意味論を紹介し、いくつかの量子アルゴリズムをクリーンに表現する方法を示す。 また、qunityがopenqasmのような低レベルの量子ビット回路言語にどのようにコンパイルできるかを詳しく説明します。

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