論文の概要: A Q# Implementation of a Quantum Lookup Table for Quantum Arithmetic Functions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.11786v1
• Date: Fri, 21 Oct 2022 07:40:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-18 19:46:06.863284
• Title: A Q# Implementation of a Quantum Lookup Table for Quantum Arithmetic Functions
• Title（参考訳）: 量子算術関数のための量子ルックアップテーブルのQ#実装
• Authors: Rajiv Krishnakumar, Mathias Soeken, Martin Roetteler and William J. Zeng
• Abstract要約: ゲート型量子コンピュータの任意の単変数不動点演算に対するQ#実装を提案する。 量子演算関数の実装にLUTを使う方法の例を示す。 LUTの実装により、ベーポック量子演算回路の効率を評価するための明確なベンチマークが作成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.961270923919885
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this paper, we present Q# implementations for arbitrary single-variabled fixed-point arithmetic operations for a gate-based quantum computer based on lookup tables (LUTs). In general, this is an inefficent way of implementing a function since the number of inputs can be large or even infinite. However, if the input domain can be bounded and there can be some error tolerance in the output (both of which are often the case in practical use-cases), the quantum LUT implementation of certain quantum arithmetic functions can be more efficient than their corresponding reversible arithmetic implementations. We discuss the implementation of the LUT using Q\# and its approximation errors. We then show examples of how to use the LUT to implement quantum arithmetic functions and compare the resources required for the implementation with the current state-of-the-art bespoke implementations of some commonly used arithmetic functions. The implementation of the LUT is designed for use by practitioners to use when implementing end-to-end quantum algorithms. In addition, given its well-defined approximation errors, the LUT implementation makes for a clear benchmark for evaluating the efficiency of bespoke quantum arithmetic circuits .
• Abstract（参考訳）: 本稿では,ルックアップテーブル(luts)に基づくゲート型量子コンピュータの任意の一変数不動点演算のためのq#実装を提案する。 一般に、これは関数を実装するための非効率な方法である。 しかし、入力領域が有界であり、出力に何らかのエラー許容性(どちらも実際はそうである)がある場合、ある量子演算関数の量子 LUT の実装は、対応する可逆算術の実装よりも効率的である。 本稿では,Q\#を用いたLUTの実装とその近似誤差について論じる。 次に、LUTを用いて量子演算関数を実装する方法の例を示し、実装に必要なリソースを、一般的な演算関数の現在の最先端のbespoke実装と比較する。 LUTの実装は、エンドツーエンドの量子アルゴリズムを実装する際に、実践者が使用するように設計されている。 さらに、そのよく定義された近似誤差を考えると、LUTの実装は、好ましくない量子演算回路の効率を評価するための明確なベンチマークとなる。

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