Reqomp: невычисление с ограничениями по пространству для квантовых схем

Reqomp: невычисление с ограничениями по пространству для квантовых схем

Reqomp: Невычисление в ограниченном пространстве для квантовых схем PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальный поиск. Ай.

Анук Паради, Бенджамин Бичсел и Мартин Вечев

ETH Zurich, Швейцария

Находите эту статью интересной или хотите обсудить? Scite или оставить комментарий на SciRate.

Абстрактные

Квантовые схемы должны работать на квантовых компьютерах с жесткими ограничениями на количество кубитов и вентилей. Для создания схем, соответствующих обоим ограничениям, есть многообещающая возможность использовать $невычисление$ для обмена кубитов на вентили. Мы представляем Reqomp, метод автоматического синтеза правильного и эффективного невычисления вспомогательных функций при соблюдении аппаратных ограничений. Для конкретной схемы Reqomp может предложить широкий спектр компромиссов между жестким ограничением количества кубитов или количеством вентилей. Наша оценка показывает, что Reqomp может значительно сократить количество необходимых вспомогательных кубитов — до 96%. В 80% наших тестов необходимое количество вспомогательных кубитов можно уменьшить как минимум на 25%, при этом количество вентилей никогда не увеличится более чем на 28%.

► Данные BibTeX

► Рекомендации

[1] Анук Паради, Бенджамин Бичсел, Сэмюэл Штеффен и Мартин Вечев. «Unqomp: синтез невычислений в квантовых схемах». В материалах 42-й Международной конференции ACM SIGPLAN по разработке и реализации языков программирования. Страницы 222–236. Ассоциация вычислительной техники, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США (2021 г.).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3453483.3454040

[2] Юншань Дин, Синь-Чуань Ву, Адам Холмс, Эш Визет, Диана Франклин, Маргарет Мартоноси и Фредерик Т. Чонг. «Квадрат: повторное использование стратегических квантовых вспомогательных средств для модульных квантовых программ посредством экономичного отказа от вычислений». В 2020 году пройдет 47-й ежегодный международный симпозиум ACM/IEEE по компьютерной архитектуре (ISCA). Страницы 570–583. ИИЭР (2020).
https://​/​doi.org/​10.1109/​ISCA45697.2020.00054

[3] Бенджамин Бичсел, Максимилиан Баадер, Тимон Гер и Мартин Вечев. «Silq: квантовый язык высокого уровня с безопасными вычислениями и интуитивной семантикой». В материалах 41-й конференции ACM SIGPLAN по разработке и реализации языков программирования. Страницы 286–300. PLDI 2020Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США (2020). Ассоциация вычислительной техники.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3385412.3386007

[4] Роберт Рэнд, Дженнифер Пэйкин, Донг-Хо Ли и Стив Зданцевич. «ReQWIRE: Рассуждения об обратимых квантовых схемах». Электронные труды по теоретической информатике 287, 299–312 (2019).
https: / / doi.org/ 10.4204 / EPTCS.287.17

[5] Эмануэль Книлл. «Анализ игры Беннета с камушками». Технический отчет arXiv:math/​9508218. арXiv (1995).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.math/​9508218
Arxiv: математика / 9508218

[6] Сиу Ман Чан, Массимо Лаурия, Якоб Нордстрем и Марк Виньялс. «Трудность аппроксимации в p-пространстве и результаты разделения для игр с камушками». В 2015 году прошел 56-й ежегодный симпозиум IEEE по основам информатики. Страницы 466–485. (2015).
https: / / doi.org/ 10.1109 / focs.2015.36

[7] Александр С. Грин, Питер ЛеФану Ламсдейн, Нил Дж. Росс, Питер Селинджер и Бенуа Валирон. «Quipper: масштабируемый квантовый язык программирования». В материалах 34-й конференции ACM SIGPLAN по разработке и реализации языков программирования. Страница 333–342. PLDI '13 Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США (2013 г.). Ассоциация вычислительной техники.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 2491956.2462177

[8] Алекс Пэрент, Мартин Реттелер и Криста М. Своре. «Обратимая компиляция схем с ограничениями по пространству». Технический отчет arXiv:1510.00377. арXiv (2015).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1510.00377
Arxiv: 1510.00377

[9] Алекс Пэрент, Мартин Реттелер и Криста М. Своре. «REVS: инструмент для оптимизированного по пространству синтеза обратимых схем». Иэн Филлипс и Хафизур Рахаман, редакторы Reversible Computation. Страницы 90–101. Конспекты лекций по компьютерным наукам (2017). Международное издательство Спрингер.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-59936-6_7

[10] Дебджьоти Бхаттачарджи, Матиас Соекен, Шриджит Дутта, Анупам Чаттопадхьяй и Джованни Де Микели. «Обратимые игры с камушками для уменьшения кубитов в синтезе иерархических квантовых схем». В 2019 году прошел 49-й Международный симпозиум IEEE по многозначной логике (ISMVL). Страницы 102–107. (2019).
https://​/​doi.org/​10.1109/​ISMVL.2019.00026

[11] Джулия Меули, Матиас Соекен, Мартин Реттелер, Николай Бьорнер и Джованни Де Микели. «Обратимая игра-камешок для управления квантовой памятью». В 2019 году конференция и выставка «Дизайн, автоматизация и испытания в Европе» (ДАТА). Страницы 288–291. ИИЭР (2019).
https://​/​doi.org/​10.23919/​date.2019.8715092

[12] Чарльз Х. Беннетт. «Компромисс времени и пространства для обратимых вычислений». SIAM Journal on Computing 18, 766–776 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 0218053

[13] Криста Своре, Алан Геллер, Матиас Тройер, Джон Азария, Кристофер Гранад, Беттина Хайм, Вадим Ключников, Мария Михайлова, Андрес Пас и Мартин Реттелер. «Вопрос #: Обеспечение масштабируемых квантовых вычислений и разработки с помощью DSL высокого уровня». В материалах семинара по предметно-ориентированным языкам реального мира, 2018 г. RWDSL2018, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США (2018). Ассоциация вычислительной техники.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3183895.3183901

[14] Мэтью Эми, Мартин Реттелер и Криста М. Своре. «Проверенная компиляция малогабаритных обратимых схем». Рупак Маджумдар и Виктор Кунчак, редакторы журнала «Компьютерная проверка». Том 10427, страницы 3–21. Springer International Publishing, Чам (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-63390-9_1

Цитируется

Отметка времени:

Больше от Квантовый журнал