論文の概要: Granthi: Higher-Order Quantum Programming via Unitary Wiring
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.20443v1
- Date: Thu, 20 Aug 2026 15:49:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-24 14:49:32.096593
- Title: Granthi: Higher-Order Quantum Programming via Unitary Wiring
- Title（参考訳）: Granthi: Unitary Wiringによる高階量子プログラミング
- Abstract要約: 既存の量子プログラミング言語は古典ホストに高次構造を包含する。
Granthiは、3つの設計コミットメントに基づいて構築された一元的な高階量子プログラム言語である。
OCaml DSLは、バインダーフリーコアIRを通してサーフェスプログラムをピケットを介して実行可能な量子回路に精通させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Existing quantum programming languages confine higher order structure to a classical host while restricting the quantum layer to first order operations on qubits. This paper presents Granthi, a purely unitary higher-order quantum programming language built on three design commitments: quantum programs are first class values that may be passed, returned, and coherently composed; additive structure is tag-preserving routing rather than observational branching, so control may remain in superposition; and programmer-facing finite label types with named reversible operations provide domain-level control spaces without exposing tag management. Every well-typed term, including at function type, denotes a unitary on its boundary interface, and the compiler realizes exactly its wiring as a quantum circuit on the physical qubit layout (assuming correctness of the pytket backend). Granthi is implemented end-to-end: an OCaml DSL elaborates surface programs through a binder-free core IR to executable quantum circuits via pytket. The language directly supports the quantum switch, compiled to a static circuit, as well as interference on control-flow history and structured finite control, all within the purely unitary fragment.
- Abstract（参考訳）: 既存の量子プログラミング言語は、量子層を量子ビット上の一階演算に制限しながら、古典ホストに高階構造を限定する。
量子プログラムは、渡され、返され、コヒーレントに構成される第一級値であり、加法構造は観測分岐よりもタグ保存ルーティングであるため、制御は重畳状態のままであり、名前付き可逆操作を持つプログラマ向き有限ラベル型はタグ管理を露出することなくドメインレベルの制御空間を提供する。
関数型を含むすべての well-typed 項は境界インターフェイス上のユニタリを表し、コンパイラはその配線を物理量子ビットレイアウト上の量子回路として正確に実現する(ピケットバックエンドの正しさを仮定する)。
OCaml DSLは、バインダーフリーコアIRを通してサーフェスプログラムをピケットを介して実行可能な量子回路に精通させる。
この言語は、静的回路にコンパイルされた量子スイッチを直接サポートし、制御-フロー履歴と構造化有限制御への干渉もサポートしている。
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