論文の概要: A Case for Synthesis of Recursive Quantum Unitary Programs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.11503v2
- Date: Tue, 5 Dec 2023 22:49:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-07 17:48:56.315384
- Title: A Case for Synthesis of Recursive Quantum Unitary Programs
- Title（参考訳）: 再帰的量子ユニタリプログラムの合成の場合
- Authors: Haowei Deng, Runzhou Tao, Yuxiang Peng, Xiaodi Wu
- Abstract要約: 量子プログラムは、量子プログラミングに関連する直感的な量子知識のために、コーディングと検証が難しいことで知られている。
本稿では、新しい帰納的量子プログラム言語を含む、最初の量子プログラム合成フレームワークであるQ Synthを紹介する。
Q Synthは量子加算器回路、量子固有値反転回路、量子フーリエ変換を含む10個の量子ユニタリプログラムをうまく合成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.287571320531457
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Quantum programs are notoriously difficult to code and verify due to
unintuitive quantum knowledge associated with quantum programming. Automated
tools relieving the tedium and errors associated with low-level quantum details
would hence be highly desirable. In this paper, we initiate the study of
program synthesis for quantum unitary programs that recursively define a family
of unitary circuits for different input sizes, which are widely used in
existing quantum programming languages. Specifically, we present QSynth, the
first quantum program synthesis framework, including a new inductive quantum
programming language, its specification, a sound logic for reasoning, and an
encoding of the reasoning procedure into SMT instances. By leveraging existing
SMT solvers, QSynth successfully synthesizes ten quantum unitary programs
including quantum adder circuits, quantum eigenvalue inversion circuits and
Quantum Fourier Transformation, which can be readily transpiled to executable
programs on major quantum platforms, e.g., Q#, IBM Qiskit, and AWS Braket.
- Abstract（参考訳）: 量子プログラムは、直感的な量子知識が量子プログラミングに関連するため、プログラミングや検証が難しいことで悪名高い。
したがって、テジウムと低レベルの量子の詳細に関連したエラーを緩和する自動化ツールは非常に望ましい。
本稿では,既存の量子プログラミング言語で広く使われている入力サイズの異なるユニタリ回路群を再帰的に定義する量子ユニタリプログラムのプログラム合成に関する研究を開始する。
具体的には、新しい帰納的量子プログラム言語、その仕様、推論のための音響ロジック、SMTインスタンスへの推論手順の符号化を含む、最初の量子プログラム合成フレームワークであるQSynthを紹介する。
既存のSMTソルバを利用することで、QSynthは量子加算器回路、量子固有値反転回路、量子フーリエ変換を含む10個の量子ユニタリプログラムをうまく合成し、Q#、IBM Qiskit、AWS Braketなどの主要な量子プラットフォーム上の実行可能プログラムに容易に変換できる。
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