Reqomp: Uncomputation dengan Batasan Ruang untuk Sirkuit Kuantum

Reqomp: Uncomputation dengan Batasan Ruang untuk Sirkuit Kuantum

Reqomp: Uncomputation dengan Batasan Ruang untuk Sirkuit Kuantum PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Anouk Paradis, Benjamin Bichsel, dan Martin Vechev

ETH Zurich, Swiss

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Sirkuit kuantum harus dijalankan pada komputer kuantum dengan batasan ketat pada jumlah qubit dan gerbang. Untuk menghasilkan sirkuit yang mematuhi kedua batas tersebut, peluang yang menjanjikan adalah memanfaatkan $uncomputation$ untuk menukar qubit dengan gerbang. Kami menghadirkan Reqomp, sebuah metode untuk secara otomatis mensintesis uncomputation tambahan yang benar dan efisien dengan tetap memperhatikan batasan perangkat keras. Untuk sirkuit tertentu, Reqomp dapat menawarkan berbagai trade-off antara jumlah qubit atau jumlah gerbang yang sangat membatasi. Evaluasi kami menunjukkan bahwa Reqomp dapat secara signifikan mengurangi jumlah qubit tambahan yang diperlukan hingga 96%. Pada 80% tolok ukur kami, qubit tambahan yang diperlukan dapat dikurangi setidaknya 25% tanpa menimbulkan peningkatan jumlah gerbang melebihi 28%.

โ–บ data BibTeX

โ–บ Referensi

[1] Anouk Paradis, Benjamin Bichsel, Samuel Steffen, dan Martin Vechev. โ€œUnqomp: mensintesis uncomputation di sirkuit Quantumโ€. Dalam Prosiding Konferensi Internasional ACM SIGPLAN ke-42 tentang Desain dan Implementasi Bahasa Pemrograman. Halaman 222โ€“236. Asosiasi Mesin Komputasi, New York, NY, AS (2021).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3453483.3454040

[2] Yongshan Ding, Xin-Chuan Wu, Adam Holmes, Ash Wiseth, Diana Franklin, Margaret Martonosi, dan Frederic T. Chong. โ€œPersegi: Penggunaan kembali kuantum strategis untuk program kuantum modular melalui penghitungan yang hemat biayaโ€. Pada Simposium Internasional Tahunan ke-2020 ACM/โ€‹IEEE tentang Arsitektur Komputer (ISCA) tahun 47. Halaman 570โ€“583. IEEE (2020).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1109/โ€‹ISCA45697.2020.00054

[3] Benjamin Bichsel, Maximilian Baader, Timon Gehr, dan Martin Vechev. โ€œSilq: Bahasa Kuantum Tingkat Tinggi dengan Unkomputasi Aman dan Semantik Intuitifโ€. Dalam Prosiding Konferensi ACM SIGPLAN ke-41 tentang Desain dan Implementasi Bahasa Pemrograman. Halaman 286โ€“300. PLDI 2020New York, NY, AS (2020). Asosiasi Mesin Komputasi.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3385412.3386007

[4] Robert Rand, Jennifer Paykin, Dong-Ho Lee, dan Steve Zdancewic. โ€œReQWIRE: Penalaran tentang Sirkuit Kuantum Reversibelโ€. Prosiding Elektronik dalam Ilmu Komputer Teoritis 287, 299โ€“312 (2019).
https: / / doi.org/ 10.4204 / EPTCS.287.17

[5] Emanuel Knill. โ€œAnalisis permainan kerikil Bennettโ€. Laporan Teknis arXiv:math/โ€‹9508218. arXiv (1995).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.48550/โ€‹arXiv.math/โ€‹9508218
arXiv: math / 9508218

[6] Siu Man Chan, Massimo Lauria, Jakob Nordstrom, dan Marc Vinyals. โ€œKekerasan pendekatan dalam pspace dan hasil pemisahan untuk permainan kerikilโ€. Pada Simposium Tahunan ke-2015 IEEE 56 tentang Fondasi Ilmu Komputer. Halaman 466โ€“485. (2015).
https: / / doi.org/ 10.1109 / focs.2015.36

[7] Alexander S. Green, Peter LeFanu Lumsdaine, Neil J. Ross, Peter Selinger, dan Benoรฎt Valiron. โ€œQuipper: Bahasa pemrograman kuantum yang dapat diskalakanโ€. Dalam Prosiding Konferensi ACM SIGPLAN ke-34 tentang Desain dan Implementasi Bahasa Pemrograman. Halaman 333โ€“342. PLDI '13New York, NY, AS (2013). Asosiasi Mesin Komputasi.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 2491956.2462177

[8] Alex Parent, Martin Roetteler, dan Krysta M. Svore. โ€œKompilasi sirkuit yang dapat dibalik dengan batasan ruangโ€. Laporan Teknis arXiv:1510.00377. arXiv (2015).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.48550/โ€‹arXiv.1510.00377
arXiv: 1510.00377

[9] Alex Parent, Martin Roetteler, dan Krysta M. Svore. โ€œREVS: Alat untuk Sintesis Sirkuit Reversibel dengan Ruang yang Dioptimalkanโ€. Dalam Iain Phillips dan Hafizur Rahaman, editor, Komputasi Reversibel. Halaman 90โ€“101. Catatan Kuliah di Ilmu KomputerCham (2017). Penerbitan Internasional Springer.
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹978-3-319-59936-6_7

[10] Debjyoti Bhattacharjee, Mathias Soeken, Srijit Dutta, Anupam Chattopadhyay, dan Giovanni De Micheli. โ€œPermainan Kerikil Reversibel untuk Mengurangi Qubit dalam Sintesis Sirkuit Kuantum Hierarkiโ€. Pada Simposium Internasional IEEE ke-2019 tentang Logika Bernilai Ganda (ISMVL) tahun 49. Halaman 102โ€“107. (2019).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1109/โ€‹ISMVL.2019.00026

[11] Giulia Meuli, Mathias Soeken, Martin Roetteler, Nikolaj Bjorner, dan Giovanni De Micheli. โ€œPermainan kerikil yang dapat dibalik untuk manajemen memori kuantumโ€. Pada Konferensi & Pameran Desain, Otomasi & Pengujian di Eropa (DATE) 2019. Halaman 288โ€“291. IEEE (2019).
https://โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.23919/โ€‹date.2019.8715092

[12] Charles H.Bennet. โ€œPengorbanan Waktu/Ruang untuk Perhitungan yang Dapat Dibalikโ€. Jurnal SIAM tentang Komputasi 18, 766โ€“776 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 0218053

[13] Krysta Svore, Alan Geller, Matthias Troyer, John Azariah, Christopher Granade, Bettina Heim, Vadym Kliuchnikov, Mariia Mykhailova, Andres Paz, dan Martin Roetteler. โ€œT#: Mengaktifkan komputasi dan pengembangan kuantum yang skalabel dengan dsl tingkat tinggiโ€. Dalam Prosiding Lokakarya Bahasa Tertentu Domain Dunia Nyata 2018. RWDSL2018New York, NY, USA (2018). Asosiasi Mesin Komputasi.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3183895.3183901

[14] Matthew Amy, Martin Roetteler, dan Krysta M. Svore. โ€œKompilasi Terverifikasi Sirkuit Reversibel Hemat Ruangโ€. Di Rupak Majumdar dan Viktor Kunฤak, editor, Verifikasi Berbantuan Komputer. Jilid 10427, halaman 3โ€“21. Penerbitan Internasional Springer, Cham (2017).
https:/โ€‹/โ€‹doi.org/โ€‹10.1007/โ€‹978-3-319-63390-9_1

Dikutip oleh

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum