論文の概要: Giallar: Push-Button Verification for the Qiskit Quantum Compiler
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.00661v1
- Date: Mon, 2 May 2022 05:37:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-14 20:51:36.780206
- Title: Giallar: Push-Button Verification for the Qiskit Quantum Compiler
- Title（参考訳）: Giallar: Qiskit量子コンパイラのプッシュボタン検証
- Authors: Runzhou Tao, Yunong Shi, Jianan Yao, Xupeng Li, Ali Javadi-Abhari,
Andrew W. Cross, Frederic T. Chong, Ronghui Gu
- Abstract要約: Giallarは量子コンパイラの完全自動検証ツールキットである。
コンパイラーが量子回路のセマンティクスを保存することを自動的に検証できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.058909646292834
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper presents Giallar, a fully-automated verification toolkit for
quantum compilers. Giallar requires no manual specifications, invariants, or
proofs, and can automatically verify that a compiler pass preserves the
semantics of quantum circuits. To deal with unbounded loops in quantum
compilers, Giallar abstracts three loop templates, whose loop invariants can be
automatically inferred. To efficiently check the equivalence of arbitrary input
and output circuits that have complicated matrix semantics representation,
Giallar introduces a symbolic representation for quantum circuits and a set of
rewrite rules for showing the equivalence of symbolic quantum circuits. With
Giallar, we implemented and verified 44 (out of 56) compiler passes in 13
versions of the Qiskit compiler, the open-source quantum compiler standard,
during which three bugs were detected in and confirmed by Qiskit. Our
evaluation shows that most of Qiskit compiler passes can be automatically
verified in seconds and verification imposes only a modest overhead to
compilation performance.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子コンパイラの完全自動検証ツールキットであるGiallarを提案する。
Giallarは手動の仕様、不変性、証明を必要とせず、コンパイラが量子回路のセマンティクスを保存することを自動的に検証することができる。
量子コンパイラの非有界ループを扱うために、giallarは3つのループテンプレートを抽象化し、ループ不変量は自動的に推論される。
複雑な行列意味表現を持つ任意の入力回路と出力回路の等価性を効率的にチェックするために、Giallarは、量子回路の記号表現と、記号量子回路の等価性を示す一連の書き換え規則を導入する。
Giallarでは,Qiskitコンパイラの13バージョンに44パス(56件中)を実装,検証し,その間にQiskitによって3つのバグが検出・確認された。
評価の結果,Qiskitコンパイラのパスの大部分が数秒で自動的に検証可能であり,コンパイル性能に多少のオーバーヘッドしか課さないことがわかった。
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