論文の概要: Why Are We Unrolling? The Importance of Structured Quantum Programs for Compilation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.16171v1
• Date: Mon, 14 Sep 2026 18:07:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.171532
• Title: Why Are We Unrolling? The Importance of Structured Quantum Programs for Compilation
• Title（参考訳）: なぜ展開するのか? : 構造化量子プログラムの重要性
• Abstract要約: 我々は、直線回路を超えた量子プログラムをどのように表現するかを再考する。 我々は、フォールトトレラント量子アプリケーションから重要なパターンとアルゴリズムを提示する。 我々は、そのような表現を直線量子回路にアンロールすることなく、コミュニティにコンパイルする課題を設定した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.827252921389507
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As quantum software stacks scale up to support future fault-tolerant quantum hardware and algorithms, quantum compilation is becoming an increasingly important component of the stack. How do we ensure that our software stacks support dynamic algorithms, including patterns such as mid-circuit measurement feedforward and repeat-until-success, with hundreds of logical qubits and billions of quantum operations? To do so, we must re-think how we represent quantum programs beyond straight-line circuits, to representations that include classical structure and dynamism, and make this the default representation to consider when performing quantum compilation. In this work, we present important patterns and algorithms from fault-tolerant quantum applications which admit a structured representation that we argue is crucial to preserve, and set a challenge to the community to compile such representations without unrolling them into straight-line quantum circuits. We also explore the status quo of structured program support in quantum software, and ask ourselves the rhetorical question: how much more efficient can we make quantum compilation tooling when we take into account the additional information from classical structure?
• Abstract（参考訳）: 将来のフォールトトレラントな量子ハードウェアとアルゴリズムをサポートするために量子ソフトウェアスタックがスケールアップされるにつれ、量子コンパイルはスタックの重要なコンポーネントになりつつある。 私たちのソフトウェアスタックは、数百の論理量子ビットと数十億の量子演算を持つ、中間回路計測フィードフォワードやリピート・アンティル・サクセスなどのパターンを含む動的アルゴリズムをどのようにサポートするか。 そのためには、古典的構造やダイナミズムを含む表現に対して、直線回路を超えて量子プログラムをどのように表現するかを再考し、これを量子コンパイルの実行時に考慮すべきデフォルト表現とする。 本研究では, フォールトトレラントな量子アプリケーションからの重要なパターンとアルゴリズムを提示し, 保存が不可欠であると考える構造的表現を認め, 直接的に量子回路に展開することなく, コミュニティにそのような表現をコンパイルする課題を提起する。 我々はまた、量子ソフトウェアにおける構造化プログラムサポートの現状について検討し、古典構造からの追加情報を考慮すると、量子コンパイルツールがどれだけ効率的かという修辞的な疑問を自問する。

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