論文の概要: Reducing Quantum Circuit Synthesis to #SAT

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00416v1
• Date: Fri, 01 Aug 2025 08:13:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.793447
• Title: Reducing Quantum Circuit Synthesis to #SAT
• Title（参考訳）: 量子回路合成の#SATへの還元
• Authors: Dekel Zak, Jingyi Mei, Jean-Marie Lagniez, Alfons Laarman,
• Abstract要約: 普遍的な量子回路合成問題を最大モデルカウントに還元できることを示す。 Clifford+Tゲートセットに、精密で近似的な深さ最適化量子回路合成のための#SAT符号化を定式化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.882319198853359
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum circuit synthesis is the task of decomposing a given quantum operator into a sequence of elementary quantum gates. Since the finite target gate set cannot exactly implement any given operator, approximation is often necessary. Model counting, or #SAT, has recently been demonstrated as a promising new approach for tackling core problems in quantum circuit analysis. In this work, we show for the first time that the universal quantum circuit synthesis problem can be reduced to maximum model counting. We formulate a #SAT encoding for exact and approximate depth-optimal quantum circuit synthesis into the Clifford+T gate set. We evaluate our method with an open-source implementation that uses the maximum model counter d4Max as a backend. For this purpose, we extended d4Max with support for complex and negative weights to represent amplitudes. Experimental results show that existing classical tools have potential for the quantum circuit synthesis problem.
• Abstract（参考訳）: 量子回路合成は、与えられた量子演算子を基本量子ゲートの列に分解するタスクである。 有限ターゲットゲート集合は任意の演算子を正確に実装できないため、近似がしばしば必要となる。 モデルカウント(#SAT)は近年、量子回路解析におけるコア問題に取り組むための有望な新しいアプローチとして実証されている。 本研究では,量子回路合成問題を最大モデルカウントに還元できることを初めて示す。 Clifford+Tゲートセットに、精密で近似的な深さ最適化量子回路合成のための#SAT符号化を定式化する。 バックエンドとして最大モデルカウンタd4Maxを使用するオープンソース実装を用いて,本手法の評価を行った。 この目的のために、振幅を表すために複素および負の重みをサポートするd4Maxを拡張した。 実験により、既存の古典的ツールが量子回路合成問題に可能性があることが示されている。

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