論文の概要: Borrowing Dirty Qubits in Quantum Programs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.17190v1
- Date: Sun, 24 Aug 2025 02:35:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.393095
- Title: Borrowing Dirty Qubits in Quantum Programs
- Title（参考訳）: 量子プログラムにおける希薄な量子ビットのボローイング
- Authors: Bonan Su, Li Zhou, Yuan Feng, Mingsheng Ying,
- Abstract要約: 汚い量子ビットは、計算のアイドル部分から借用できる補助量子ビットです。
我々は、量子プログラミング言語の機能として、ダーティキュービット借用の意味論を正式に定義する。
量子プログラムにおいて、汚い量子ビットに対する安全な非計算の概念を導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.134185916236975
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dirty qubits are ancillary qubits that can be borrowed from idle parts of a computation, enabling qubit reuse and reducing the demand for fresh, clean qubits-a resource that is typically scarce in practice. For such reuse to be valid, the initial states of the dirty qubits must not affect the functionality of the quantum circuits in which they are employed. Moreover, their original states, including any entanglement they possess, must be fully restored after use-a requirement commonly known as safe uncomputation. In this paper, we formally define the semantics of dirty-qubit borrowing as a feature in quantum programming languages, and introduce a notion of safe uncomputation for dirty qubits in quantum programs. We also present an efficient algorithm, along with experimental results, for verifying safe uncomputation of dirty qubits in certain quantum circuits.
- Abstract（参考訳）: 希薄な量子ビットは、計算のアイドル部分から借用できる補助量子ビットであり、量子ビットの再利用を可能にし、新しいクリーンな量子ビットの需要を減らす。
このような再利用が有効であるためには、汚い量子ビットの初期状態は、それらが使用される量子回路の機能に影響を与えてはならない。
さらに、それらが持つ絡み合いを含む元の状態は、安全計算(Safe Uncomputation)として知られる要件の使用後に完全に復元されなければならない。
本稿では,量子プログラミング言語の特徴としてダーティキュービット借用の意味論を正式に定義し,量子プログラムにおけるダーティキュービットに対する安全なアン計算の概念を導入する。
また、ある量子回路における汚い量子ビットの安全な非計算を検証するための効率的なアルゴリズムと実験結果を提案する。
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