論文の概要: Equivalence Checking of Quantum Circuits with the ZX-Calculus
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.12820v1
- Date: Fri, 26 Aug 2022 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-29 14:36:47.016210
- Title: Equivalence Checking of Quantum Circuits with the ZX-Calculus
- Title（参考訳）: zx計算による量子回路の等価性検証
- Authors: Tom Peham, Lukas Burgholzer and Robert Wille
- Abstract要約: 最先端の量子コンピュータは、ますます複雑なアルゴリズムを実行することができる。
潜在的なアプリケーションの設計とテストのための自動メソッドの必要性が高まっます。
近年,この問題に対処する新しい手法が提案されている。
- 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: As state-of-the-art quantum computers are capable of running increasingly
complex algorithms, the need for automated methods to design and test potential
applications rises. Equivalence checking of quantum circuits is an important,
yet hardly automated, task in the development of the quantum software stack.
Recently, new methods have been proposed that tackle this problem from widely
different perspectives. One of them is based on the ZX-calculus, a graphical
rewriting system for quantum computing. However, the power and capability of
this equivalence checking method has barely been explored. The aim of this work
is to evaluate the ZX-calculus as a tool for equivalence checking of quantum
circuits. To this end, it is demonstrated how the ZX-calculus based approach
for equivalence checking can be expanded in order to verify the results of
compilation flows and optimizations on quantum circuits. It is also shown that
the ZX-calculus based method is not complete$\unicode{x2014}$especially for
quantum circuits with ancillary qubits. In order to properly evaluate the
proposed method, we conduct a detailed case study by comparing it to two other
state-of-the-art methods for equivalence checking: one based on path-sums and
another based on decision diagrams. The proposed methods have been integrated
into the publicly available QCEC tool (https://github.com/cda-tum/qcec) which
is part of the Munich Quantum Toolkit (MQT).
- Abstract（参考訳）: 最先端の量子コンピュータはますます複雑なアルゴリズムを実行することができるため、潜在的なアプリケーションを設計およびテストするための自動化メソッドの必要性が高まっている。
量子回路の等価性チェックは、量子ソフトウェアスタックの開発において重要であるが、自動化されていないタスクである。
近年,様々な視点からこの問題に取り組む新しい手法が提案されている。
その1つは、量子コンピューティングのためのグラフィカルな書き換えシステムであるZX-calculusに基づいている。
しかし,この等価性チェック手法のパワーと能力はほとんど検討されていない。
本研究の目的は、量子回路の等価性チェックツールとしてZX計算を評価することである。
この目的のために,zx計算に基づく等価性検証手法を拡張して,コンパイルフローの結果と量子回路上の最適化を検証できることを実証した。
また,zx計算に基づく手法は,次数量子ビットを持つ量子回路では特に完全な$\unicode{x2014} ではないことも示されている。
提案手法を適切に評価するために,等価性チェックのための他の2つの最先端手法と比較し,詳細なケーススタディを行った。
提案手法はミュンヘン量子ツールキット(MQT)の一部として公開されているQCECツール(https://github.com/cda-tum/qcec)に統合されている。
関連論文リスト
- Application of ZX-calculus to Quantum Architecture Search [0.0]
本稿では,ZX計算と遺伝的プログラミング(GP)を融合した量子アーキテクチャ探索手法を提案する。
本稿では,量子回路の可視化と操作を簡略化するグラフィカル言語ZX-calculusを用いて定義された突然変異を利用するGPフレームワークを提案する。
以上の結果から, 量子アーキテクチャ探索(QAS)におけるZX計算に基づく変異は, 検討された全ての指標において, 他よりも有意に優れていることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-03T08:30:24Z) - Equivalence Checking of Quantum Circuits by Model Counting [0.0]
本稿では、重み付きモデルカウント(WMC)に対する(ユニバーサル)量子回路等価問題をチューリング還元する。
オープンソースの実装により、この手法はZX計算と決定図に基づく最先端の等価性チェックツールより優れていることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-27T17:58:20Z) - Quantum Subroutine for Variance Estimation: Algorithmic Design and Applications [80.04533958880862]
量子コンピューティングは、アルゴリズムを設計する新しい方法の基礎となる。
どの場の量子スピードアップが達成できるかという新たな課題が生じる。
量子サブルーチンの設計は、従来のサブルーチンよりも効率的で、新しい強力な量子アルゴリズムに固い柱を向ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-26T09:32:07Z) - Schrödinger as a Quantum Programmer: Estimating Entanglement via Steering [3.187381965457262]
我々は、量子ステアリング効果を用いて、一般的な二部状態の分離性をテストし、定量化する量子アルゴリズムを開発した。
我々の発見は、ステアリング、絡み合い、量子アルゴリズム、量子計算複雑性理論の間の有意義な関係を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-14T13:55:06Z) - The Basis of Design Tools for Quantum Computing: Arrays, Decision
Diagrams, Tensor Networks, and ZX-Calculus [55.58528469973086]
量子コンピュータは、古典的コンピュータが決して起こらない重要な問題を効率的に解決することを約束する。
完全に自動化された量子ソフトウェアスタックを開発する必要がある。
この研究は、今日のツールの"内部"の外観を提供し、量子回路のシミュレーション、コンパイル、検証などにおいてこれらの手段がどのように利用されるかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T19:00:00Z) - Equivalence Checking of Parameterized Quantum Circuits: Verifying the
Compilation of Variational Quantum Algorithms [3.610459670994051]
変分量子アルゴリズムは量子古典ハイブリッドアルゴリズムの有望なクラスとして導入された。
パラメータ化量子回路が正しくコンパイルされていることを検証することが不可欠である。
回路をパラメータで扱える手法はまだ提案されていない。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-21T18:00:04Z) - Compilation of algorithm-specific graph states for quantum circuits [55.90903601048249]
本稿では,高レベル言語で記述された量子回路から,アルゴリズム固有のグラフ状態を作成する量子回路コンパイラを提案する。
この計算は、このグラフ状態に関する一連の非パウリ測度を用いて実装することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-15T14:52:31Z) - A Quantum Algorithm for Computing All Diagnoses of a Switching Circuit [73.70667578066775]
ほとんどの人造システム、特にコンピュータは決定論的に機能する。
本稿では、量子物理学が確率法則に従うときの直観的なアプローチである量子情報理論による接続を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-08T17:55:30Z) - Benchmarking Small-Scale Quantum Devices on Computing Graph Edit
Distance [52.77024349608834]
グラフ編集距離(GED: Graph Edit Distance)は、2つのグラフ間の(異なる)相似性の度合いを測定する。
本稿では、GED計算における2つの量子アプローチの比較研究について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-19T12:35:26Z) - Quantum Multiple-Valued Decision Diagrams in Graphical Calculi [0.0]
本稿では,QMDDを等価なZH-ダイアグラムに変換する方法と,その逆について述べる。
これにより、一方の形式主義からのツールをもう一方の形式に組み込むことができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-02T16:50:11Z) - QUANTIFY: A framework for resource analysis and design verification of
quantum circuits [69.43216268165402]
QUINTIFYは、量子回路の定量的解析のためのオープンソースのフレームワークである。
Google Cirqをベースにしており、Clifford+T回路を念頭に開発されている。
ベンチマークのため、QUINTIFYは量子メモリと量子演算回路を含む。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-21T15:36:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。