論文の概要: A Pattern Matching-Based Framework for Quantum Circuit Rewriting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.06684v1
- Date: Tue, 14 Jun 2022 08:40:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-09 09:54:12.290997
- Title: A Pattern Matching-Based Framework for Quantum Circuit Rewriting
- Title（参考訳）: 量子回路書き換えのためのパターンマッチングに基づくフレームワーク
- Authors: Hui Jiang, Diankang Li, Yuxin Deng, Ming Xu
- Abstract要約: 我々はQRewritingと呼ばれる量子回路を書き換えるためのパターンマッチングベースのフレームワークを提案する。
記号列を用いた量子回路の新しい表現を利用する。
本稿では,基本最適化のためのルールライブラリを開発し,ArithmeticとToffoliのベンチマークを$G_IBM$ゲートセットから$G_Sur$ゲートセットに書き換える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.664419735814611
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The realization of quantum algorithms relies on specific quantum compilations
according to the underlying quantum processors. However, there are various ways
to physically implement qubits in different physical devices and manipulate
those qubits. These differences lead to different communication methods and
connection topologies, with each vendor implementing its own set of primitive
gates. Therefore, quantum circuits have to be rewritten or transformed in order
to be transplanted from one platform to another. We propose a pattern
matching-based framework for rewriting quantum circuits, called QRewriting. It
takes advantage of a new representation of quantum circuits using symbol
sequences. Unlike the traditional way of using directed acyclic graphs, the new
representation allows us to easily identify the patterns that appear
non-consecutively but reducible. Then, we convert the problem of pattern
matching into that of finding distinct subsequences and propose a
polynomial-time dynamic programming-based pattern matching and replacement
algorithm. We develop a rule library for basic optimizations and use it to
rewrite the Arithmetic and Toffoli benchmarks from the $G_{IBM}$ gate set to
the $G_{Sur}$ gate set. Compared with the existing tool PaF, QRewriting obtains
an improvement of reducing depths (resp. gate counts) by 29\% (resp. 14\%).
- Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムの実現は、基礎となる量子プロセッサに従って特定の量子コンパイルに依存する。
しかし、異なる物理デバイスに量子ビットを物理的に実装し、それらの量子ビットを操作する方法は様々である。
これらの違いは異なる通信方法と接続トポロジにつながり、各ベンダーは独自のプリミティブゲートを実装している。
したがって、量子回路は、あるプラットフォームから別のプラットフォームに移植するために書き換えたり変換したりする必要がある。
量子回路書き換えのためのパターンマッチングベースのフレームワークであるqrewritingを提案する。
記号列を用いた量子回路の新しい表現を利用する。
有向非巡回グラフを使う従来の方法とは異なり、新しい表現は、非連続的に見えるが再現可能なパターンを容易に識別することができる。
次に,パターンマッチングの問題を異なる部分列を求める問題に変換し,多項式時間動的プログラミングに基づくパターンマッチングと置換アルゴリズムを提案する。
基本的な最適化のためのルールライブラリを開発し、$g_{ibm}$ゲートセットから$g_{sur}$ゲートセットへの演算と toffoli ベンチマークの書き直しに使用します。
既存のツール PaF と比較すると,QRewriting では深さ (resp. gate counts) を 29\% (resp. gate counts) に削減できる。
14\%).
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