Reqomp: Uncomputation limitată de spațiu pentru circuite cuantice

Reqomp: Uncomputation limitată de spațiu pentru circuite cuantice

Reqomp: Space-constrained Uncomputation for Quantum Circuits PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Anouk Paradis, Benjamin Bichsel și Martin Vechev

ETH Zurich, Elveția

Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.

Abstract

Circuitele cuantice trebuie să ruleze pe computere cuantice cu limite strânse ale numărului de qubit și porți. Pentru a genera circuite care respectă ambele limite, o oportunitate promițătoare este exploatarea $uncomputation$ pentru a tranzacționa qubiți cu porți. Vă prezentăm Reqomp, o metodă pentru a sintetiza automat decalcularea corectă și eficientă a ancillae respectând constrângerile hardware. Pentru un anumit circuit, Reqomp poate oferi o gamă largă de compromisuri între constrângerea strictă a numărului de qubiți sau a numărului de porți. Evaluarea noastră demonstrează că Reqomp poate reduce semnificativ numărul de qubiți auxiliari necesari cu până la 96%. La 80% dintre benchmark-urile noastre, qubit-urile auxiliare solicitate pot fi reduse cu cel puțin 25%, fără a suferi niciodată o creștere a numărului de porți peste 28%.

► Date BibTeX

► Referințe

[1] Anouk Paradis, Benjamin Bichsel, Samuel Steffen și Martin Vechev. „Unqomp: sintetizarea necomputației în circuite cuantice”. În Proceedings of the 42th ACM SIGPLAN International Conference on Programming Language Design and Implementation. Paginile 222–236. Association for Computing Machinery, New York, NY, SUA (2021).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3453483.3454040

[2] Yongshan Ding, Xin-Chuan Wu, Adam Holmes, Ash Wiseth, Diana Franklin, Margaret Martonosi și Frederic T. Chong. „Pătrat: reutilizare strategică a ancillarii cuantice pentru programe cuantice modulare prin necalcularea rentabilă”. În 2020, cel de-al 47-lea simpozion internațional anual ACM/​IEEE privind arhitectura calculatoarelor (ISCA). Paginile 570–583. IEEE (2020).
https://​/​doi.org/​10.1109/​ISCA45697.2020.00054

[3] Benjamin Bichsel, Maximilian Baader, Timon Gehr și Martin Vechev. „Silq: un limbaj cuantic de nivel înalt cu necomputație sigură și semantică intuitivă”. În lucrările celei de-a 41-a conferințe ACM SIGPLAN privind proiectarea și implementarea limbajului de programare. Paginile 286–300. PLDI 2020New York, NY, SUA (2020). Asociația pentru Mașini de Calcul.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3385412.3386007

[4] Robert Rand, Jennifer Paykin, Dong-Ho Lee și Steve Zdancewic. „ReQWIRE: Raționament despre circuitele cuantice reversibile”. Electronic Proceedings in Theoretical Computer Science 287, 299–312 (2019).
https: / / doi.org/ 10.4204 / EPTCS.287.17

[5] Emanuel Knill. „O analiză a jocului cu pietricele lui Bennett”. Raport tehnic arXiv:math/​9508218. arXiv (1995).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.math/​9508218
arXiv: math / 9508218

[6] Siu Man Chan, Massimo Lauria, Jakob Nordstrom și Marc Vinyals. „Duritatea aproximării în pspace și rezultatele separării pentru jocurile cu pietricele”. În 2015, cel de-al 56-lea simpozion anual IEEE privind fundamentele informaticii. Paginile 466–485. (2015).
https: / / doi.org/ 10.1109 / focs.2015.36

[7] Alexander S. Green, Peter LeFanu Lumsdaine, Neil J. Ross, Peter Selinger și Benoît Valiron. „Quipper: un limbaj de programare cuantică scalabil”. În Proceedings of the 34th ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation. Pagina 333–342. PLDI '13New York, NY, SUA (2013). Asociația pentru Mașini de Calcul.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 2491956.2462177

[8] Alex Parent, Martin Roetteler și Krysta M. Svore. „Compilarea circuitelor reversibile cu constrângeri de spațiu”. Raport tehnic arXiv:1510.00377. arXiv (2015).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1510.00377
arXiv: 1510.00377

[9] Alex Parent, Martin Roetteler și Krysta M. Svore. „REVS: Un instrument pentru sinteza circuitelor reversibile optimizate pentru spațiu”. În Iain Phillips și Hafizur Rahaman, editori, Reversible Computation. Paginile 90–101. Note de curs în Computer ScienceCham (2017). Editura Springer International.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-59936-6_7

[10] Debjyoti Bhattacharjee, Mathias Soeken, Srijit Dutta, Anupam Chattopadhyay și Giovanni De Micheli. „Jocuri reversibile de pietricele pentru reducerea qubiților în sinteza circuitului cuantic ierarhic”. În 2019, cel de-al 49-lea simpozion internațional IEEE privind logica cu valori multiple (ISMVL). Paginile 102–107. (2019).
https://​/​doi.org/​10.1109/​ISMVL.2019.00026

[11] Giulia Meuli, Mathias Soeken, Martin Roetteler, Nikolaj Bjorner și Giovanni De Micheli. „Joc de pietriș reversibil pentru gestionarea memoriei cuantice”. În 2019 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE). Paginile 288–291. IEEE (2019).
https://​/​doi.org/​10.23919/​date.2019.8715092

[12] Charles H. Bennett. „Compartimente timp/spațiu pentru calcul reversibil”. SIAM Journal on Computing 18, 766–776 (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 și Martin Roetteler. „Q#: Permiterea calculului cuantic scalabil și a dezvoltării cu un dsl de nivel înalt”. În Proceedings of the Real World Domain Specific Languages ​​Workshop 2018. RWDSL2018New York, NY, SUA (2018). Asociația pentru Mașini de Calcul.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3183895.3183901

[14] Matthew Amy, Martin Roetteler și Krysta M. Svore. „Compilare verificată de circuite reversibile eficiente în spațiu”. În Rupak Majumdar și Viktor Kunčak, editori, Verificarea asistată de computer. Volumul 10427, paginile 3–21. Springer International Publishing, Cham (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-63390-9_1

Citat de

Timestamp-ul:

Mai mult de la Jurnalul cuantic