論文の概要: Equivalence Checking of Parameterised Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.18456v1
- Date: Mon, 29 Apr 2024 06:25:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-30 14:36:46.017921
- Title: Equivalence Checking of Parameterised Quantum Circuits
- Title（参考訳）: パラメータ化量子回路の等価チェック
- Authors: Xin Hong, Wei-Jia Huang, Wei-Chen Chien, Yuan Feng, Min-Hsiu Hsieh, Sanjiang Li, Mingsheng Ying,
- Abstract要約: テンソル決定図に基づく新しいPQCのコンパクト表現を提案する。
インスタンス化を必要とせずにPQC同値性を検証するアルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.796569260568939
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Parameterised quantum circuits (PQCs) hold great promise for demonstrating quantum advantages in practical applications of quantum computation. Examples of successful applications include the variational quantum eigensolver, the quantum approximate optimisation algorithm, and quantum machine learning. However, before executing PQCs on real quantum devices, they undergo compilation and optimisation procedures. Given the inherent error-proneness of these processes, it becomes crucial to verify the equivalence between the original PQC and its compiled or optimised version. Unfortunately, most existing quantum circuit verifiers cannot directly handle parameterised quantum circuits; instead, they require parameter substitution to perform verification. In this paper, we address the critical challenge of equivalence checking for PQCs. We propose a novel compact representation for PQCs based on tensor decision diagrams. Leveraging this representation, we present an algorithm for verifying PQC equivalence without the need for instantiation. Our approach ensures both effectiveness and efficiency, as confirmed by experimental evaluations. The decision-diagram representations offer a powerful tool for analysing and verifying parameterised quantum circuits, bridging the gap between theoretical models and practical implementations.
- Abstract（参考訳）: 量子回路(PQC)は、量子計算の実践的な応用において、量子上の優位性を実証するための大きな約束を持っている。
成功した応用例としては、変分量子固有解法、量子近似最適化アルゴリズム、量子機械学習などがある。
しかし、実際の量子デバイス上でPQCを実行する前に、コンパイルと最適化の手順を実行する。
これらのプロセスの固有のエラー確率を考えると、元のPQCとコンパイルまたは最適化されたバージョンとの等価性を検証することが重要である。
残念ながら、既存のほとんどの量子回路検証器はパラメータ化された量子回路を直接扱えない。
本稿では,PQCの等価性検査における重要な課題について述べる。
テンソル決定図に基づく新しいPQCのコンパクト表現を提案する。
この表現を活用することで、インスタンス化を必要とせずにPQC等価性を検証できるアルゴリズムを提案する。
提案手法は, 評価実験により, 有効性と効率性を両立させるものである。
決定ダイアグラム表現は、パラメータ化された量子回路を分析し検証し、理論モデルと実践的な実装の間のギャップを埋める強力なツールを提供する。
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