論文の概要: OpenQudit: Extensible and Accelerated Numerical Quantum Compilation via a JIT-Compiled DSL

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.16585v1
• Date: Thu, 20 Nov 2025 17:37:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-21 17:08:52.765025
• Title: OpenQudit: Extensible and Accelerated Numerical Quantum Compilation via a JIT-Compiled DSL
• Title（参考訳）: OpenQudit:JITコンパイルDSLによる拡張性と高速化された数値量子コンパイル
• Authors: Ed Younis,
• Abstract要約: 本稿では,量子演算を象徴的に定義できるコンパイルフレームワークOpenQuditを紹介する。 OpenQuditの事前コンパイルではテンソルネットワーク表現とeグラフベースのパスを使ってシンボリックな単純化を行っている。 評価の結果、このシンボリックアプローチは非常に効果的であり、一般的な量子回路合成問題に対して最大$mathtsim20times$でコアインスタンス化タスクを加速することが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4264192013842096
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-performance numerical quantum compilers rely on classical optimization, but are limited by slow numerical evaluations and a design that makes extending them with new instructions a difficult, error-prone task for domain experts. This paper introduces OpenQudit, a compilation framework that solves these problems by allowing users to define quantum operations symbolically in the Qudit Gate Language (QGL), a mathematically natural DSL. OpenQudit's ahead-of-time compiler uses a tensor network representation and an e-graph-based pass for symbolic simplification before a runtime tensor network virtual machine (TNVM) JIT-compiles the expressions into high-performance native code. The evaluation shows that this symbolic approach is highly effective, accelerating the core instantiation task by up to $\mathtt{\sim}20\times$ on common quantum circuit synthesis problems compared to state-of-the-art tools.
• Abstract（参考訳）: 高性能な数値量子コンパイラは古典的な最適化に頼っているが、遅い数値評価と、それを新しい命令で拡張する設計によって制限されている。 本稿では,量子演算を数学的に自然なDSLであるQudit Gate Language(QGL)で記号的に定義可能にすることで,これらの問題を解決するためのコンパイルフレームワークであるOpenQuditを紹介する。 OpenQuditの事前コンパイルでは、実行時テンソルネットワーク仮想マシン(TNVM)の前に、テンソルネットワーク表現とeグラフベースのパスを使用して、表現を高性能なネイティブコードにコンパイルする。 この評価は、このシンボリックアプローチが極めて効果的であることを示し、最先端のツールと比較して、一般的な量子回路合成問題に対して最大$\mathtt{\sim}20\times$でコアインスタンス化タスクを加速することを示している。

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