論文の概要: Abstraqt: Analysis of Quantum Circuits via Abstract Stabilizer Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.00921v1
• Date: Mon, 3 Apr 2023 12:23:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 15:40:17.148547
• Title: Abstraqt: Analysis of Quantum Circuits via Abstract Stabilizer Simulation
• Title（参考訳）: Abstraqt: 抽象安定化器シミュレーションによる量子回路の解析
• Authors: Benjamin Bichsel, Maximilian Baader, Anouk Paradis, Martin Vechev
• Abstract要約: 本稿では、任意の量子回路上での効率的な安定化器シミュレーションのための新しい手法を提案する。 我々のキーとなる考え方は、量子状態の指数和表現を1つの抽象和集合に圧縮することである。 これにより、抽象的な要約を効率的に操作できる抽象安定化器シミュレータを導入することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.870188183999854
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Stabilizer simulation can efficiently simulate an important class of quantum circuits consisting exclusively of Clifford gates. However, all existing extensions of this simulation to arbitrary quantum circuits including non-Clifford gates suffer from an exponential runtime. In this work, we address this challenge by presenting a novel approach for efficient stabilizer simulation on arbitrary quantum circuits, at the cost of lost precision. Our key idea is to compress an exponential sum representation of the quantum state into a single abstract summand covering (at least) all occurring summands. This allows us to introduce an abstract stabilizer simulator that efficiently manipulates abstract summands by over-abstracting the effect of circuit operations including Clifford gates, non-Clifford gates, and (internal) measurements. We implemented our abstract simulator in a tool called Abstraqt and experimentally demonstrate that Abstraqt can establish circuit properties intractable for existing techniques.
• Abstract（参考訳）: 安定化器シミュレーションはクリフォードゲートのみからなる量子回路の重要なクラスを効率的にシミュレートすることができる。 しかし、このシミュレーションの非クリフォードゲートを含む任意の量子回路への既存の拡張はすべて指数関数的ランタイムに苦しむ。 本研究では、任意の量子回路上での効率的な安定化器シミュレーションのための新しい手法を、損失精度で提示することで、この問題に対処する。 私たちのキーとなるアイデアは、量子状態の指数和表現を、(少なくとも)起こるすべてのサマンドをカバーする単一の抽象的なサマンドに圧縮することです。 これにより,クリフォードゲート,非クリフォードゲート,(内部)計測などの回路操作の効果を過剰に吸収することにより,抽象サムマンドを効率的に操作できる抽象安定化シミュレータを導入することができる。 我々はAbstraqtと呼ばれるツールに抽象シミュレータを実装し、既存の手法で回路特性を抽出できることを実験的に実証した。

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