論文の概要: Quantum Uncomputation of Clean and Dirty Ancilla Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.09578v1
• Date: Mon, 10 Aug 2026 13:13:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-11 19:16:37.283746
• Title: Quantum Uncomputation of Clean and Dirty Ancilla Qubits
• Title（参考訳）: クリーンで希薄なアンシラ量子ビットの量子計算
• Abstract要約: クリーンアンシラと汚いアンシラの両非計算の統一的な形式化を提案する。 本稿では,2つの相補的合成指向存在チェック手法を提案する。 最先端のReqompcitereqompと比較すると、RwUnは実用的な複素依存性ベンチマークを100%カバーしている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6179458386967447
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Automatic uncomputation aims to provide programming-language-level support to facilitate the correct and safe use of ancilla qubits in quantum computing, but efforts have only been made for clean ancillas, leaving dirty ancillas unexplored. We present a unified formalization of the uncomputation of both clean and dirty ancillas. For the first time, we prove that checking the existence of uncomputation is coNP-hard. We introduce two complementary synthesis-oriented existence-checking methods: a rewrite-based normalization algorithm (RwUn) and a template-based reasoning system (TpUn) that guarantees uncomputation through structured Store-Use patterns. We implement prototypes of both methods in Qiskit and Python. Compared to the state-of-the-art Reqomp~\cite{reqomp}, RwUn achieves 100% coverage on practical complex-dependency benchmarks, twice the coverage on random classical circuits, and about 50% coverage on random quantum circuits beyond the scope of existing methods, demonstrating broader applicability.
• Abstract（参考訳）: 自動計算は、量子コンピューティングにおけるアンシラキュービットの正確かつ安全な使用を容易にするために、プログラミング言語レベルのサポートを提供することを目的としている。 クリーンアンシラと汚いアンシラの両非計算の統一的な形式化を提案する。 初めて、非計算の存在を確認することは coNP-hard であることが証明された。 本稿では,書き直し型正規化アルゴリズム (RwUn) とテンプレート型推論システム (TpUn) の2つの相補的合成指向存在チェック手法を提案する。 QiskitとPythonで両方のメソッドのプロトタイプを実装します。 最先端の Reqomp~\cite{reqomp} と比較すると、RwUn は実用的な複素依存性ベンチマークで100%のカバレッジ、ランダム古典回路で2倍のカバレッジ、既存の手法の範囲を超えてランダム量子回路で約50%のカバレッジを達成し、適用可能性を示している。

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