論文の概要: Type-based Qubit Allocation for a First-Order Quantum Programming Language

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.01856v1
• Date: Fri, 2 Jun 2023 18:22:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-06 23:41:23.665798
• Title: Type-based Qubit Allocation for a First-Order Quantum Programming Language
• Title（参考訳）: 第一次量子プログラム言語のための型ベースのQubitallocation
• Authors: Ryo Wakizaka and Atsushi Igarashi
• Abstract要約: 低レベルの量子プログラムに対する量子ビット割り当て問題に対して、多くの方法が提案されている。 本稿では,1次関数を持つ量子プログラム言語に対して,量子ビット割り当ての型ベースのフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Qubit allocation is a process to assign physical qubits to logical qubits in a quantum program. Since some quantum computers have connectivity constraints on applications of two-qubit operations, it is mainly concerned with finding an assignment and inserting instructions to satisfy the connectivity constraints. Many methods have been proposed for the qubit allocation problem for low-level quantum programs. This paper presents a type-based framework of qubit allocation for a quantum programming language with first-order functions. In our framework, the connectivity constraints are expressed by a simple graph of qubits called a coupling graph. We formalize (1) the source language, whose type system verifies that the number of qubits required for a given program to run does not exceed the number of nodes of the coupling graph, (2) the target language, whose qualified type system verifies that a well-typed program satisfies the connectivity constraints, and (3) an algorithm to translate a source program into a target program. We prove that both languages are type-safe and that the translation algorithm is type preserving.
• Abstract（参考訳）: 量子ビット割り当てとは、量子プログラムにおいて物理量子ビットを論理量子ビットに割り当てる過程である。 いくつかの量子コンピュータは2ビット演算の応用に接続の制約があるため、主に接続の制約を満たすための代入を見つけ、命令を挿入することに関心がある。 低レベル量子プログラムの量子ビット割当問題に対する多くの方法が提案されている。 本稿では、一階関数を持つ量子プログラミング言語の量子ビット割り当ての型ベースフレームワークを提案する。 我々のフレームワークでは、接続制約は結合グラフと呼ばれる単純なキュービットのグラフで表される。 本研究では,(1)プログラムの実行に必要なキュービット数が結合グラフのノード数を超えないことを検証したソース言語,(2)十分に型付けされたプログラムが接続制約を満たすことを検証したターゲット言語,(3)ソースコードを対象プログラムに変換するアルゴリズムを定式化する。 両言語がタイプセーフであり,翻訳アルゴリズムが型保存であることを証明する。

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