論文の概要: qiskit-qudits: A Qiskit Extension for Simulating Qudit Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.22032v1
- Date: Sat, 22 Aug 2026 16:19:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-25 13:29:43.560732
- Title: qiskit-qudits: A Qiskit Extension for Simulating Qudit Circuits
- Title（参考訳）: Qiskit-qudits: 量子回路シミュレーションのためのQiskit拡張
- Abstract要約: Qiskit-qudits は、dレベルのquditsを m = ceil(log d) qubits に符号化することによってシミュレートする Qiskit 拡張である。
ゲートは固定されたトランスパイラー認識可能な標準的なqubitゲートのカスケードに分解される。
本稿では,ソフトウェア回路モデル,ゲート階層,分解戦略,計測/復号化機構について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: qiskit-qudits is a Qiskit extension that simulates d-level qudits by encoding each one into m = ceil(log_2 d) qubits. Qudit gates are exposed as ordinary Qiskit Gate and ControlledGate subclasses, and operations that are not unitary gates (measurement, reset, barrier, state preparation) as dedicated Instruction subclasses dispatched through a dedicated apply() hook; every gate carries both a dense encoded unitary (via NumPy's array protocol) and a qubit-level definition. Because d need not be a power of two, the encoded Hilbert space is generally larger than the logical one; the library resolves this by the identity-padding convention, in which every gate acts as the identity on the unphysical part of the encoded space. When every operand dimension is a power of two, gates decompose into a fixed, transpiler-recognisable cascade of standard qubit gates; otherwise the library falls back to exact dense unitary synthesis, so that dimensions 2 <= d <= 16 are supported exactly, not only powers of two. This paper describes the software's circuit model, gate hierarchy, decomposition strategy, and measurement/decoding machinery, states its limitations, and verifies the implementation numerically: the qudit QFT against the discrete Fourier transform for both power-of-two and non-power-of-two d, extending the check of the underlying theory paper, which could only be run for d = 2^m, and every gate's emitted decomposition against its dense unitary across the whole gate set.
- Abstract（参考訳）: Qiskit-qudits は、dレベルのquditsを m = ceil(log_2 d) qubits に符号化することによってシミュレートする Qiskit 拡張である。
クイディットゲートは通常のカイスキットゲートとコントロールレートゲートのサブクラスとして公開され、専用のapply()フックを介して派遣される命令サブクラスとしてユニタリゲート(測定、リセット、バリア、状態準備)ではない操作は、(NumPyの配列プロトコルを介して)密に符号化されたユニタリとクォービットレベルの定義の両方を担っている。
d は 2 の力を必要としないので、エンコードされたヒルベルト空間は一般に論理的空間よりも大きい。
すべてのオペランド次元が2の力であるとき、ゲートは固定化されトランスパイラー認識可能な標準キュービットゲートのカスケードに分解される。
本稿では,ソフトの回路モデル,ゲート階層,分解戦略,および測定/復号化機構について述べるとともに,その限界を記述し,その実装を数値的に検証する。二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二乗二
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