論文の概要: Equivalence Checking of Quantum Circuits via Intermediary Matrix Product Operator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.10946v1
• Date: Mon, 14 Oct 2024 18:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-16 14:01:03.566039
• Title: Equivalence Checking of Quantum Circuits via Intermediary Matrix Product Operator
• Title（参考訳）: 中間行列積演算子による量子回路の等価チェック
• Authors: Aaron Sander, Lukas Burgholzer, Robert Wille,
• Abstract要約: 等価チェックは、量子回路のコンパイルと最適化中に発生するエラーを特定する上で重要な役割を果たす。 本稿では,量子回路の等価性を決定するために,行列積演算子(MPO)に基づく新しい手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.306566710489809
• License:
• Abstract: As quantum computing advances, the complexity of quantum circuits is rapidly increasing, driving the need for robust methods to aid in their design. Equivalence checking plays a vital role in identifying errors that may arise during compilation and optimization of these circuits and is a critical step in quantum circuit verification. In this work, we introduce a novel method based on Matrix Product Operators (MPOs) for determining the equivalence of quantum circuits. Our approach contracts tensorized quantum gates from two circuits into an intermediary MPO, exploiting their reversibility to determine their equivalence or non-equivalence. Our results show that this method offers significant scalability improvements over existing methods, with polynomial scaling in circuit width and depth for the practical use cases we explore. We expect that this work sets the new standard for scalable equivalence checking of quantum circuits and will become a crucial tool for the validation of increasingly complex quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングが進むにつれて、量子回路の複雑さが急速に増加し、その設計を支援する堅牢な方法の必要性が増している。 等価チェックは、これらの回路のコンパイルと最適化中に発生するエラーを特定する上で重要な役割を担い、量子回路検証における重要なステップである。 本研究では,量子回路の等価性を決定するために,行列積演算子(MPO)に基づく新しい手法を提案する。 提案手法は、2つの回路から中間MPOにテンソル化量子ゲートを変換し、その可逆性を利用して等価性や非等価性を決定する。 提案手法は,回路幅と深さの多項式スケーリングにより,既存の手法よりも大幅に拡張可能であることを示す。 この研究によって、量子回路のスケーラブルな等価性チェックの新たな標準が確立され、ますます複雑な量子システムの検証にとって重要なツールになることを期待している。

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