論文の概要: Qrisp: A Framework for Compilable High-Level Programming of Gate-Based Quantum Computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14792v1
- Date: Thu, 20 Jun 2024 23:40:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-24 15:12:21.097782
- Title: Qrisp: A Framework for Compilable High-Level Programming of Gate-Based Quantum Computers
- Title（参考訳）: Qrisp: ゲートベースの量子コンピュータのコンパイル可能な高レベルプログラミングフレームワーク
- Authors: Raphael Seidel, Sebastian Bock, René Zander, Matic Petrič, Niklas Steinmann, Nikolay Tcholtchev, Manfred Hauswirth,
- Abstract要約: ハイレベルプログラミングパラダイムと量子ハードウェアのギャップを埋めるために設計されたフレームワークであるQrispを紹介する。
Qrispの特長は、プログラムを回路レベルにコンパイルし、既存の物理バックエンドで実行可能にすることである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.52197339162908
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: While significant progress has been made on the hardware side of quantum computing, support for high-level quantum programming abstractions remains underdeveloped compared to classical programming languages. In this article, we introduce Qrisp, a framework designed to bridge several gaps between high-level programming paradigms in state-of-the-art software engineering and the physical reality of today's quantum hardware. The framework aims to provide a systematic approach to quantum algorithm development such that they can be effortlessly implemented, maintained and improved. We propose a number of programming abstractions that are inspired by classical paradigms, yet consistently focus on the particular needs of a quantum developer. Unlike many other high-level language approaches, Qrisp's standout feature is its ability to compile programs to the circuit level, making them executable on most existing physical backends. The introduced abstractions enable the Qrisp compiler to leverage algorithm structure for increased compilation efficiency. Finally, we present a set of code examples, including an implementation of Shor's factoring algorithm. For the latter, the resulting circuit shows significantly reduced quantum resource requirements, strongly supporting the claim that systematic quantum algorithm development can give quantitative benefits.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングのハードウェア面では大きな進歩があったが、古典的なプログラミング言語と比較して、ハイレベルな量子プログラミングの抽象化のサポートは未開発のままである。
本稿では,最先端のソフトウェアエンジニアリングにおけるハイレベルプログラミングパラダイムと,今日の量子ハードウェアの物理的現実とのギャップを埋めるために設計されたフレームワークであるQrispを紹介する。
このフレームワークは、量子アルゴリズム開発に対する体系的なアプローチを提供することを目標としている。
古典的パラダイムにインスパイアされたプログラミングの抽象化をいくつか提案するが、量子開発者の特定のニーズに一貫して焦点を当てる。
他の高レベルの言語アプローチとは異なり、Qrispの特長は、プログラムを回路レベルまでコンパイルできることであり、既存の物理バックエンドで実行可能であることである。
導入された抽象化により、Qrispコンパイラはアルゴリズム構造を利用してコンパイル効率を向上させることができる。
最後に、Shorのファクタリングアルゴリズムの実装を含む一連のコード例を示す。
後者の場合、結果として得られる回路は、量子リソースの要求を著しく減らし、体系的な量子アルゴリズム開発が定量的に利益をもたらすという主張を強く支持する。
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