論文の概要: Manjushri: A Tool for Equivalence Checking of Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.22372v1
• Date: Thu, 29 Jan 2026 22:30:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-02 18:28:15.100209
• Title: Manjushri: A Tool for Equivalence Checking of Quantum Circuits
• Title（参考訳）: Manjushri: 量子回路の等価チェックツール
• Authors: Xuan Du Trinh, Meghana Sistla, Nengkun Yu, Thomas Reps,
• Abstract要約: textscManjushriはスケーラブルな量子回路等価性チェックのための新しいフレームワークである。 textscECMCは、全く異なるアプローチに基づいて同値チェックを行うツールである。 textscManjushriは、深さ38までほぼ均一に成功し、深さ50で約75%まで尾行する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.983000676504387
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Verifying whether two quantum circuits are equivalent is a central challenge in the compilation and optimization of quantum programs. We introduce \textsc{Manjushri}, a new automated framework for scalable quantum-circuit equivalence checking. \textsc{Manjushri} uses local projections as discriminative circuit fingerprints, implemented with weighted binary decision diagrams (WBDDs), yielding a compact and efficient symbolic representation of quantum behavior. We present an extensive experimental evaluation that, for random 1D Clifford+$T$ circuits, explores the trade-off between \textsc{Manjushri} and \textsc{ECMC}, a tool for equivalence checking based on a much different approach. \textsc{Manjushri} is much faster up to depth 30 (with the crossover point varying from 39--49, depending on the number of qubits and whether the input circuits are equivalent or inequivalent): when inputs are equivalent, \textsc{Manjushri} is about 10$\times$ faster (or more); when inputs are inequivalent, \textsc{Manjushri} is about 8$\times$ faster (or more). For both kinds of equivalence-checking outcomes, \textsc{ECMC}'s success rate out to depth 50 is impressive on 32- and 64-qubit circuits: on such circuits, \textsc{ECMC} is almost uniformly successful. However, \textsc{ECMC} struggled on 128-qubit circuits for some depths. \textsc{Manjushri} is almost uniformly successful out to about depth 38, before tailing off to about 75\% at depth 50 (falling to 0\% at depth 48 for 128-qubit circuits that are equivalent). These results establish that \textsc{Manjushri} is a practical and scalable solution for large-scale quantum-circuit verification, and would be the preferred choice unless clients need to check equivalence of circuits of depth $>$38.
• Abstract（参考訳）: 2つの量子回路が等価かどうかを検証することは、量子プログラムのコンパイルと最適化における中心的な課題である。 本稿では、スケーラブルな量子回路等価性チェックのための新しい自動化フレームワークである「textsc{Manjushri}」を紹介する。 \textsc{Manjushri} は局所射影を識別回路指紋として使用し、重み付けされた二値決定図 (WBDD) で実装し、量子行動のコンパクトで効率的な記号表現を与える。 我々は,ランダムな1D Clifford+$T$回路に対して,異なるアプローチに基づく等価チェックツールである \textsc{Manjushri} と \textsc{ECMC} のトレードオフについて検討した。 入力が等価である場合、 \textsc{Manjushri} は約 10$\times$ faster (またはそれ以上)、入力が等価である場合、 \textsc{Manjushri} は約 8$\times$ faster (またはそれ以上)である。 いずれの等価チェック結果に対しても、深さ50までの成功率は32および64量子ビット回路では印象的であり、そのような回路では、 \textsc{ECMC}はほぼ均一に成功している。 しかし、 \textsc{ECMC} は128量子ビットの回路である程度の深さで苦労した。 \textsc{Manjushri} は深さ 38 までほぼ均一に成功し、深さ 50 で約 75\% まで尾行する(等価な128量子ビット回路では深さ 48 で約 0\% まで低下する)。 これらの結果は、 textsc{Manjushri} が大規模量子回路検証のための実用的でスケーラブルな解であり、クライアントが深さ38ドル以下の回路の等価性をチェックする必要がなければ、好まれるものであることを証明している。

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