論文の概要: Quantivine: A Visualization Approach for Large-scale Quantum Circuit Representation and Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.08969v1
• Date: Tue, 18 Jul 2023 04:51:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-19 16:33:36.826580
• Title: Quantivine: A Visualization Approach for Large-scale Quantum Circuit Representation and Analysis
• Title（参考訳）: Quantivine: 大規模量子回路表現と解析のための可視化手法
• Authors: Zhen Wen, Yihan Liu, Siwei Tan, Jieyi Chen, Minfeng Zhu, Dongming Han, Jianwei Yin, Mingliang Xu, and Wei Chen
• Abstract要約: 我々は量子回路の探索と理解のための対話型システムQuantivineを開発した。 一連の新しい回路視覚化は、キュービットの証明、並列性、絡み合いなどのコンテキストの詳細を明らかにするように設計されている。 Quantivineの有効性は、最大100キュービットの量子回路の2つの利用シナリオを通して示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.203764035373677
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing is a rapidly evolving field that enables exponential speed-up over classical algorithms. At the heart of this revolutionary technology are quantum circuits, which serve as vital tools for implementing, analyzing, and optimizing quantum algorithms. Recent advancements in quantum computing and the increasing capability of quantum devices have led to the development of more complex quantum circuits. However, traditional quantum circuit diagrams suffer from scalability and readability issues, which limit the efficiency of analysis and optimization processes. In this research, we propose a novel visualization approach for large-scale quantum circuits by adopting semantic analysis to facilitate the comprehension of quantum circuits. We first exploit meta-data and semantic information extracted from the underlying code of quantum circuits to create component segmentations and pattern abstractions, allowing for easier wrangling of massive circuit diagrams. We then develop Quantivine, an interactive system for exploring and understanding quantum circuits. A series of novel circuit visualizations are designed to uncover contextual details such as qubit provenance, parallelism, and entanglement. The effectiveness of Quantivine is demonstrated through two usage scenarios of quantum circuits with up to 100 qubits and a formal user evaluation with quantum experts. A free copy of this paper and all supplemental materials are available at https://osf.io/2m9yh/?view_only=0aa1618c97244f5093cd7ce15f1431f9.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、古典的アルゴリズムよりも指数的なスピードアップを可能にする急速に進化する分野である。 この革命的技術の核心は量子回路であり、量子アルゴリズムの実装、分析、最適化のための重要なツールとなっている。 量子コンピューティングの最近の進歩と量子デバイスの能力の増大は、より複雑な量子回路の開発につながった。 しかし、従来の量子回路図はスケーラビリティと可読性の問題に悩まされ、解析と最適化プロセスの効率が制限される。 本研究では,量子回路の理解を容易にするために意味解析を適用し,大規模量子回路の可視化手法を提案する。 まず、量子回路の基盤となるコードから抽出されたメタデータと意味情報を活用し、コンポーネントのセグメンテーションとパターンの抽象化を作成し、大規模回路図の理解を容易にする。 次に,量子回路の探索と理解のための対話型システムQuantivineを開発した。 一連の新しい回路視覚化は、キュービットの証明、並列性、絡み合いなどのコンテキストの詳細を明らかにするように設計されている。 Quantivineの有効性は、最大100キュービットの量子回路の使用シナリオと、量子専門家による正式なユーザ評価の2つを通じて実証される。 この論文の無料コピーと追加資料はhttps://osf.io/2m9yh/? view_only=0aa1618c97244f5093cd7ce15f1431f9。

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