論文の概要: Automatic De-Quantization of Quantum Programs Using Constant Propagation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.22980v1
- Date: Thu, 21 May 2026 19:21:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-25 17:29:20.073333
- Title: Automatic De-Quantization of Quantum Programs Using Constant Propagation
- Title（参考訳）: 定数伝搬を用いた量子プログラムの自動非量子化
- Authors: Lian Remme, Alexander Weinert, Andre Waschk, Lukas Burgholzer, Robert Wille,
- Abstract要約: すべての量子演算は費用がかかるため、短期的なアルゴリズムにおける量子リソースの使用を最小限に抑えることが重要である。
本研究では、量子演算を可能な限り古典計算に非量子化することに焦点を当てる。
量子古典的定数伝播のためのハイブリッド状態モデルを形式化し、オープンソースのMQT Coreツールで最適化を実装し、ベンチマーク回路上で評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.89658025409898
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing promises to solve problems beyond the reach of classical computers, but today's quantum hardware is error-prone and much slower than classical hardware. Every quantum operation is costly, making it crucial to minimize quantum resource usage in near-term algorithms. Quantum resources should only be used when they are truly essential for quantum advantage, and not wasted on operations that can be efficiently handled by classical computation. In this work, we focus on de-quantizing quantum operations to classical computation whenever possible. The approach we propose for this is hybrid quantum-classical constant propagation, an optimization which reduces quantum operations by trading them for fast, reliable classical instructions. This is done by tracking between quantum and classical states to identify and eliminate unnecessary quantum gates and controls. We formalize a hybrid state model for quantum-classical constant propagation, implement our optimizations in the open-source MQT Core tool, and evaluate them on benchmark circuits. The obtained results show that quantum-classical constant propagation can reduce costly multi-qubit operations, making quantum programs more practical and robust for near-term devices. This opens the door to new hybrid compiler strategies that leverage the best of both quantum and classical worlds.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、古典的なコンピュータの範囲を超えて問題を解決することを約束するが、今日の量子ハードウェアは、古典的なハードウェアよりもエラーを起こし、はるかに遅い。
すべての量子演算は費用がかかるため、短期的なアルゴリズムにおける量子リソースの使用を最小限に抑えることが重要である。
量子資源は、量子優位性にとって真に必須であり、古典的な計算によって効率的に処理できる演算に費やされない場合にのみ使用されるべきである。
本研究では、量子演算を可能な限り古典計算に非量子化することに焦点を当てる。
提案する手法は,高速で信頼性の高い古典的命令を交換することで量子演算を削減できるハイブリッド量子古典的定数伝搬である。
これは、不要な量子ゲートと制御を識別し排除するために、量子状態と古典状態の間の追跡によって行われる。
量子古典的定数伝播のためのハイブリッド状態モデルを形式化し、オープンソースのMQT Coreツールで最適化を実装し、ベンチマーク回路上で評価する。
得られた結果から,量子古典的定数伝搬は低コストなマルチキュービット演算を低減し,量子プログラムがより実用的で,短期的デバイスに対して堅牢であることが示唆された。
これにより、量子と古典の両世界の長所を活用する新しいハイブリッドコンパイラ戦略の扉が開ける。
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