論文の概要: A VLSI-Like Design and Verification Flow for Quantum Circuits: A Case Study in PI Estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.39263v1
- Date: Thu, 29 Oct 2026 03:17:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-03 00:27:33.992981
- Title: A VLSI-Like Design and Verification Flow for Quantum Circuits: A Case Study in PI Estimation
- Title（参考訳）: 量子回路のVLSIライクな設計と検証フロー:PI推定を事例として
- Abstract要約: 本稿では,量子回路実装のためのVLSIライクな設計と検証フローを提案する。
動作モデリング、レジスタ・トランスファーレベル(RTL)、ゲートレベル、量子アルゴリズムとのフルサーキット統合の4つのレベルをカバーする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5729426778193399
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper proposes a VLSI-like design and verification flow for quantum circuit implementation, covering four levels: behavioral modeling, register-transfer level (RTL), gate level, and full-circuit integration with quantum algorithms. Using quantum Monte Carlo methods for pi estimation as a case study, the proposed flow provides a systematic path from initial specifications to large-scale quantum circuit implementation. The paper highlights two key contributions. First, quantum digital design supports a broad range of applications beyond predefined circuit templates. This capability is particularly important for application-specific operations in algorithms such as Shor's, Grover's, and quantum amplitude estimation (QAE), and can significantly advance fault-tolerant quantum computing (FTQC). Second, classical simulation shows that replacing random sampling with grid sampling can achieve a quadratic improvement in this pi-estimation case without quantum computation. This suggests that the quadratic speedup may arise from the grid sampling strategy rather than from the QAE circuit itself. By adapting conventional VLSI digital design principles, this four-level flow addresses a key bottleneck in quantum circuit design and enables flexible design initiation from multiple entry points, including specifications, RTL, and gate-level descriptions, paving the way for the practical deployment of quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、動作モデリング、レジスタ・トランスファーレベル(RTL)、ゲートレベル、量子アルゴリズムとのフル回路統合の4つのレベルをカバーする、量子回路実装のためのVLSIライクな設計と検証フローを提案する。
ケーススタディとして量子モンテカルロ法を用いて,提案した流れは,初期仕様から大規模量子回路実装までの体系的な経路を提供する。
論文は2つの重要な貢献を強調している。
第一に、量子デジタル設計は、事前に定義された回路テンプレートを超えて幅広いアプリケーションをサポートする。
この機能はShor's、Grover's、量子振幅推定(QAE)などのアルゴリズムにおけるアプリケーション固有の演算において特に重要であり、フォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)を著しく前進させることができる。
第二に、古典的なシミュレーションでは、ランダムサンプリングをグリッドサンプリングに置き換えることで、量子計算を使わずにこのπ推定ケースの二次的な改善が達成される。
これは、QAE回路自体からではなく、グリッドサンプリング戦略から二次的なスピードアップが生じることを示唆している。
従来のVLSIデジタル設計原則を適用することで、この4レベルフローは量子回路設計の重要なボトルネックに対処し、仕様、RTL、ゲートレベルの記述を含む複数のエントリポイントからフレキシブルな設計開始を可能にし、量子コンピューティングの実践的な展開の道を開いた。
関連論文リスト
- Verifiable quantum advantage in extremely low depth [52.51019642214249]
浅量子回路では解けない問題を格子ベースの仮定で解くのが困難である。
浅量子回路は、解を効率よく検証できる古典的な難題を解くのに十分な構造を持っていることを証明している。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-09-01T15:54:34Z) - FlowQ-Net: A Generative Framework for Automated Quantum Circuit Design [8.70817825961863]
自動量子回路合成のための生成フレームワークであるtextscFlowQ-Net(Flow-based Quantum Design Network)を紹介する。
このフレームワークは、回路を順次構築するポリシーを学習し、それらをフレキシブルなユーザ定義報酬関数にサンプリングする。
シミュレーションにより,textscFlowQ-Netの有効性を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-30T16:57:13Z) - RH: An Architecture for Redesigning Quantum Circuits on Quantum Hardware Devices [6.959884576408311]
本稿では,量子ハードウェア上での大規模量子回路の再設計を実現するアーキテクチャを提案する。
ランダムな量子回路モジュールを標準のEQ-GANフレームワークにプリプションすることで、量子状態学習からユニタリ変換学習までその能力を拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-30T12:05:09Z) - Efficient Learning for Linear Properties of Bounded-Gate Quantum Circuits [62.46800898243033]
量子学習理論の最近の進歩は、様々な古典的な入力によって生成された測定データから、大きな量子ビット回路の線形特性を効率的に学習できるのか?
我々は、小さな予測誤差を達成するためには、$d$で線形にスケーリングするサンプルの複雑さが必要であることを証明し、それに対応する計算複雑性は、dで指数関数的にスケールする可能性がある。
そこで本研究では,古典的影と三角展開を利用したカーネルベースの手法を提案し,予測精度と計算オーバーヘッドとのトレードオフを制御可能とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-22T08:21:28Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Mapping quantum circuits to shallow-depth measurement patterns based on
graph states [0.0]
我々は,測定に基づく量子コンピューティングのためのハイブリッドシミュレーション手法を開発した。
完全可換作用素の群は完全並列、すなわち非適応的測定を用いて実装可能であることを示す。
量子テレポーテーションを用いることで、そのような回路を一定の量子深さで実装する方法について議論する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-27T19:00:00Z) - Modular Cluster Circuits for the Variational Quantum Eigensolver [0.0]
本研究では,浅部量子回路の設計を可能にするモジュール型2量子クラスター回路を提案する。
この設計は、H2、(H2)、LiH分子、および有限サイズの横フィールドイジングモデルで試験された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-08T02:33:33Z) - An Optimized Quantum Implementation of ISD on Scalable Quantum Resources [2.274915755738124]
Prange の ISD アルゴリズムは量子コンピュータ上でより効率的に実装可能であることを示す。
我々は、古典的コプロセッサのアイデアを活用して、ハイブリッドな古典的量子トレードオフを設計する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-12T06:01:10Z) - Fast Swapping in a Quantum Multiplier Modelled as a Queuing Network [64.1951227380212]
量子回路をキューネットワークとしてモデル化することを提案する。
提案手法はスケーラビリティが高く,大規模量子回路のコンパイルに必要となる潜在的な速度と精度を有する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-26T10:55:52Z) - QUANTIFY: A framework for resource analysis and design verification of
quantum circuits [69.43216268165402]
QUINTIFYは、量子回路の定量的解析のためのオープンソースのフレームワークである。
Google Cirqをベースにしており、Clifford+T回路を念頭に開発されている。
ベンチマークのため、QUINTIFYは量子メモリと量子演算回路を含む。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-21T15:36:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。