論文の概要: Flow-preserving ZX-calculus rewrite rules for optimisation and
obfuscation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.08166v1
- Date: Mon, 17 Apr 2023 11:28:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-18 15:36:44.817175
- Title: Flow-preserving ZX-calculus rewrite rules for optimisation and
obfuscation
- Title（参考訳）: 最適化と難読化のためのフロー保存型zx計算書き直し規則
- Authors: Tommy McElvanney and Miriam Backens
- Abstract要約: 量子ビットの数を増やし、パウリフローの存在を保ったZX-計算書換え規則をいくつか導入する。
また、計測角度を任意に変更できる最初のフロー保存リライトルールも提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In the one-way model of measurement-based quantum computation (MBQC),
computation proceeds via measurements on a resource state. So-called flow
conditions ensure that the overall computation is deterministic in a suitable
sense, with Pauli flow being the most general of these. Computations,
represented as measurement patterns, may be rewritten to optimise resource use
and for other purposes. Such rewrites need to preserve the existence of flow to
ensure the new pattern can still be implemented deterministically. The majority
of existing work in this area has focused on rewrites that reduce the number of
qubits, yet it can be beneficial to increase the number of qubits for certain
kinds of optimisation, as well as for obfuscation.
In this work, we introduce several ZX-calculus rewrite rules that increase
the number of qubits and preserve the existence of Pauli flow. These rules can
be used to transform any measurement pattern into a pattern containing only
(general or Pauli) measurements within the XY-plane. We also give the first
flow-preserving rewrite rule that allows measurement angles to be changed
arbitrarily, and use this to prove that the `neighbour unfusion' rule of
Staudacher et al. preserves the existence of Pauli flow. This implies it may be
possible to reduce the runtime of their two-qubit-gate optimisation procedure
by removing the need to regularly run the costly gflow-finding algorithm.
- Abstract（参考訳）: 測定ベースの量子計算(MBQC)の一方向モデルでは、計算はリソース状態の測定によって進行する。
いわゆるフロー条件は全体の計算が適切な意味で決定論的であることを保証するもので、パウリフローが最も一般的である。
測定パターンとして表現された計算は、リソース使用の最適化やその他の目的のために書き換えられる。
このような書き換えはフローの存在を保ち、新しいパターンが決定論的に実装可能であることを保証する必要がある。
この分野の既存の研究の大部分は、量子ビットの数を減らした書き換えに焦点を当てているが、ある種の最適化や難読化のためにキュービットの数を増やすことは有益である。
本研究では, 量子ビット数を増やし, パウリフローの存在を保ったZX-計算書換え規則を提案する。
これらの規則は、任意の測定パターンをXY面内の(一般またはパウリの)測定のみを含むパターンに変換するのに使うことができる。
また,測定角度を任意に変更可能な最初のフロー保存リライトルールを与え,staudacherらによる'neighbour unfusion'ルールがパウリフローの存在を保っていることを証明するために使用する。
これは、コストのかかるgflow-findingアルゴリズムを定期的に実行する必要をなくすことで、2キュービットゲート最適化のランタイムを削減できることを意味している。
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