論文の概要: Automated Quantum Algorithm Synthesis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.08449v2
• Date: Wed, 12 Mar 2025 08:25:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-13 12:14:28.968232
• Title: Automated Quantum Algorithm Synthesis
• Title（参考訳）: 量子アルゴリズムの自動合成
• Authors: Amy Rouillard, Matt Lourens, Francesco Petruccione,
• Abstract要約: 本稿では,量子アルゴリズムのn-qubit実現を自動設計する手法を提案する。 我々は、特定のユニタリ実装ではなく、アルゴリズム構造を学習する。 本手法は,大規模検索空間にまたがる性能を維持するため,ロバストな手法である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We present a computational method to automatically design the n-qubit realisations of quantum algorithms. Our approach leverages a domain-specific language (DSL) that enables the construction of quantum circuits via modular building blocks, making it well-suited for evolutionary search. In this DSL quantum circuits are abstracted beyond the usual gate-sequence description and scale automatically to any problem size. This enables us to learn the algorithm structure rather than a specific unitary implementation. We demonstrate our method by automatically designing three known quantum algorithms--the Quantum Fourier Transform, the Deutsch-Jozsa algorithm, and Grover's search. Remarkably, we were able to learn the general implementation of each algorithm by considering examples of circuits containing at most 5-qubits. Our method proves robust, as it maintains performance across increasingly large search spaces. Convergence to the relevant algorithm is achieved with high probability and with moderate computational resources.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,量子アルゴリズムのn-qubit実現を自動設計する計算手法を提案する。 提案手法は,モジュール構造ブロックによる量子回路の構築を可能にするドメイン固有言語(DSL)を活用し,進化的探索に適している。 このDSL量子回路は、通常のゲートシーケンス記述を超えて抽象化され、任意の問題サイズに自動的にスケールされる。 これにより、特定のユニタリ実装ではなく、アルゴリズム構造を学ぶことができる。 本稿では,量子フーリエ変換,Deutsch-Jozsaアルゴリズム,Groverの探索という3つの既知の量子アルゴリズムを自動設計することで,本手法を実証する。 顕著なことに、各アルゴリズムの一般的な実装は、少なくとも5量子ビットを含む回路の例を考えることで学べる。 本手法は,大規模検索空間にまたがる性能を維持するため,ロバストな手法である。 関連するアルゴリズムへの収束は、高い確率と適度な計算資源で達成される。

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