論文の概要: A Verified Compiler for Quantum Simulation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.18583v2
• Date: Wed, 24 Sep 2025 23:46:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-26 12:02:33.92882
• Title: A Verified Compiler for Quantum Simulation
• Title（参考訳）: 量子シミュレーションのための検証コンパイラ
• Authors: Liyi Li, Fenfen An, Federico Zahariev, Zhi Xiang Chong, Amr Sabry, Mark S. Gordon,
• Abstract要約: ハミルトンシミュレーションは量子コンピューティングの中心的な応用である。 ハミルトンシミュレーションをコンパイルするための高レベル、正式に検証されたフレームワークであるQBlueを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hamiltonian simulation is a central application of quantum computing, with significant potential in modeling physical systems and solving complex optimization problems. Existing compilers for such simulations typically focus on low-level representations based on Pauli operators, limiting programmability and offering no formal guarantees of correctness across the compilation pipeline. We introduce QBlue, a high-level, formally verified framework for compiling Hamiltonian simulations. QBlue is based on the formalism of second quantization, which provides a natural and expressive way to describe quantum particle systems using creation and annihilation operators. To ensure safety and correctness, QBlue includes a type system that tracks particle types and enforces Hermitian structure. The framework supports compilation to both digital and analog quantum circuits and captures multiple layers of semantics, from static constraints to dynamic evolution. All components of QBlue, including its language design, type system, and compilation correctness, are fully mechanized in the Rocq proof framework, making it the first end-to-end verified compiler for second-quantized Hamiltonian simulation.
• Abstract（参考訳）: ハミルトニアンシミュレーションは量子コンピューティングの中心的な応用であり、物理系をモデル化し、複雑な最適化問題を解く上で大きな可能性を秘めている。 このようなシミュレーションのための既存のコンパイラは通常、Pauli演算子に基づいた低レベルの表現に重点を置いており、プログラマビリティを制限し、コンパイルパイプライン全体の正確性に関する正式な保証を提供していない。 ハミルトンシミュレーションをコンパイルするための高レベル、正式に検証されたフレームワークであるQBlueを紹介する。 QBlueは第2量子化の形式主義に基づいており、生成および消滅演算子を用いて量子粒子系を記述する自然な表現方法を提供する。 安全性と正確性を保証するため、QBlueには、粒子の型を追跡し、Hermitian構造を強制する型システムが含まれている。 このフレームワークは、デジタルおよびアナログ量子回路の両方へのコンパイルをサポートし、静的制約から動的進化まで、セマンティクスの複数のレイヤをキャプチャする。 言語設計、型システム、コンパイルの正確性を含むQBlueのすべてのコンポーネントは、Rocqの証明フレームワークで完全に機械化されており、第二量子化ハミルトンシミュレーションのための最初のエンドツーエンド検証コンパイラとなっている。

関連論文リスト

• Quantum Simulation Programming via Typing [0.09772267314090433]
  量子シミュレーションは量子システムをモデル化するために設計されている。 量子コンピュータ上でそのようなシミュレーションを実行するための多くのコンパイルフレームワークが開発されている。 QBLUEは量子システムの振る舞いを記述するための最初のプログラミング言語として提案されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-22T04:15:18Z)
• qlbm -- A Quantum Lattice Boltzmann Software Framework [0.0]
  我々はQBM(Quantum Lattice Boltzmann Methods)の開発、シミュレーション、解析を容易にするために設計されたPythonソフトウェアパッケージであるqlbmを提案する。 qlbmは、新しいQBMの実装に合わせて量子コンポーネントの抽象化階層を導入するモジュラーフレームワークである。 自動ベンチマークユーティリティに組み込まれた複雑な境界条件を持つ2次元および3次元の複数のQBMを示すことで、ソフトウェアの汎用性を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-29T02:41:07Z)
• A Framework for Quantum Finite-State Languages with Density Mapping [3.1133049660590615]
  量子有限状態オートマトン(Quantum finite-state Automaticon, QFA)は、有限メモリを持つ量子系の進化をシミュレートする理論モデルである。 本稿では,QFAを構築し,シミュレーション精度を最大化するための,シンプルで直感的な方法を提供するフレームワークを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-03T03:06:37Z)
• QSAN: A Near-term Achievable Quantum Self-Attention Network [73.15524926159702]
  SAM(Self-Attention Mechanism)は機能の内部接続を捉えるのに長けている。 短期量子デバイスにおける画像分類タスクに対して,新しい量子自己注意ネットワーク(QSAN)を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-14T12:22:51Z)
• QuaSiMo: A Composable Library to Program Hybrid Workflows for Quantum Simulation [48.341084094844746]
  本稿では、ハイブリッド量子/古典的アルゴリズムの開発と量子シミュレーションへの応用のための構成可能な設計手法を提案する。 ハードウェアに依存しないQCORをQuaSiMoライブラリに実装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-17T16:17:57Z)
• Tensor Network Quantum Virtual Machine for Simulating Quantum Circuits at Exascale [57.84751206630535]
  本稿では,E-scale ACCelerator(XACC)フレームワークにおける量子回路シミュレーションバックエンドとして機能する量子仮想マシン(TNQVM)の近代化版を提案する。 新バージョンは汎用的でスケーラブルなネットワーク処理ライブラリであるExaTNをベースにしており、複数の量子回路シミュレータを提供している。 ポータブルなXACC量子プロセッサとスケーラブルなExaTNバックエンドを組み合わせることで、ラップトップから将来のエクサスケールプラットフォームにスケール可能なエンドツーエンドの仮想開発環境を導入します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-21T13:26:42Z)
• Error mitigation and quantum-assisted simulation in the error corrected regime [77.34726150561087]
  量子コンピューティングの標準的なアプローチは、古典的にシミュレート可能なフォールトトレラントな演算セットを促進するという考え方に基づいている。 量子回路の古典的準確率シミュレーションをどのように促進するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-12T20:58:41Z)
• Composable Programming of Hybrid Workflows for Quantum Simulation [48.341084094844746]
  本稿では、ハイブリッド量子/古典的アルゴリズムの開発と量子シミュレーションへの応用のための構成可能な設計手法を提案する。 ハードウェアに依存しないQCORをQuaSiMoライブラリに実装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-20T14:20:14Z)
• Extending C++ for Heterogeneous Quantum-Classical Computing [56.782064931823015]
  qcorはC++とコンパイラの実装の言語拡張で、異種量子古典プログラミング、コンパイル、単一ソースコンテキストでの実行を可能にする。 我々の研究は、量子言語で高レベルな量子カーネル(関数)を表現できる、第一種C++コンパイラを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-08T12:49:07Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。