Reqomp: Необчислення з обмеженим простором для квантових схем

Reqomp: Необчислення з обмеженим простором для квантових схем

Мітка часу: 19 лютого 2024 5:26
Reqomp: Необчислення з обмеженим простором для квантових схем PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальний пошук. Ai.

Анук Параді, Бенджамін Біксел і Мартін Вечев

ETH Цюріх, Швейцарія

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Квантові схеми повинні працювати на квантових комп’ютерах із жорсткими обмеженнями на кількість кубітів і вентилів. Щоб генерувати схеми, які дотримуються обох обмежень, багатообіцяючою можливістю є використання $uncomputation$ для обміну кубітами на ворота. Ми представляємо Reqomp, метод автоматичного синтезу правильного та ефективного необчислення допоміжних елементів із дотриманням апаратних обмежень. Для даної схеми Reqomp може запропонувати широкий діапазон компромісів між жорстко обмеженою кількістю кубітів або кількістю затворів. Наша оцінка демонструє, що Reqomp може значно зменшити кількість необхідних допоміжних кубітів до 96%. У 80% наших контрольних тестів необхідну кількість допоміжних кубітів можна зменшити щонайменше на 25%, але ніколи не призвести до збільшення кількості воріт понад 28%.

► Дані BibTeX

► Список літератури

[1] Анук Параді, Бенджамін Біксел, Самуель Штеффен і Мартін Вечев. “Unqomp: синтез необчислення в квантових схемах”. У матеріалах 42-ї міжнародної конференції ACM SIGPLAN з розробки та впровадження мови програмування. Сторінки 222–236. Асоціація обчислювальної техніки, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США (2021).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3453483.3454040

[2] Йоншань Дін, Сінь-Чуан Ву, Адам Холмс, Еш Візет, Діана Франклін, Маргарет Мартоносі та Фредерік Т. Чонг. «Квадрат: стратегічне повторне використання квантових допоміжних засобів для модульних квантових програм через економічно ефективне необчислення». У 2020 році на 47-му щорічному міжнародному симпозіумі з комп’ютерної архітектури (ISCA) ACM/​IEEE. Сторінки 570–583. IEEE (2020).
https://​/​doi.org/​10.1109/​ISCA45697.2020.00054

[3] Бенджамін Біксель, Максиміліан Баадер, Тімон Гер і Мартін Вечев. «Silq: квантова мова високого рівня з безпечним необчисленням та інтуїтивно зрозумілою семантикою». У матеріалах 41-ї конференції ACM SIGPLAN з розробки та впровадження мови програмування. Сторінки 286–300. PLDI 2020Нью-Йорк, Нью-Йорк, США (2020). Асоціація обчислювальної техніки.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3385412.3386007

[4] Роберт Ренд, Дженніфер Пейкін, Донг-Хо Лі та Стів Зданцевіч. “ReQWIRE: міркування про оборотні квантові схеми”. Електронні матеріали з теоретичної інформатики 287, 299–312 (2019).
https://​/​doi.org/​10.4204/​EPTCS.287.17

[5] Емануель Кнілл. «Аналіз гри Беннета в камінці». Технічний звіт arXiv:math/​9508218. arXiv (1995).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.math/​9508218
arXiv:math/9508218

[6] Сіу Ман Чан, Массімо Лаурія, Якоб Нордстром і Марк Віньялс. “Жорсткість апроксимації в pspace і результати розділення для ігор з камінчиками”. У 2015 році 56-й щорічний симпозіум IEEE з основ комп’ютерних наук. Сторінки 466–485. (2015).
https://​/​doi.org/​10.1109/​focs.2015.36

[7] Олександр С. Грін, Пітер ЛеФану Ламсдейн, Ніл Дж. Росс, Пітер Селінджер і Бенуа Валірон. “Quipper: масштабована мова квантового програмування”. У матеріалах 34-ї конференції ACM SIGPLAN з розробки та впровадження мови програмування. Сторінки 333–342. PLDI '13Нью-Йорк, Нью-Йорк, США (2013). Асоціація обчислювальної техніки.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 2491956.2462177

[8] Алекс Парент, Мартін Роттлер і Кріста М. Свор. “Компіляція оборотної схеми з обмеженнями простору”. Технічний звіт arXiv:1510.00377. arXiv (2015).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1510.00377
arXiv: 1510.00377

[9] Алекс Парент, Мартін Роттлер і Кріста М. Свор. «REVS: інструмент для оптимізованого простору реверсивного синтезу схем». У Iain Phillips і Hafizur Rahaman, редактори, Reversible Computation. Сторінки 90–101. Конспект лекцій з Computer ScienceCham (2017). Springer International Publishing.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-59936-6_7

[10] Дебджоті Бхаттачарджі, Матіас Соекен, Сріджит Дутта, Анупам Чаттопадхяй та Джованні Де Мікелі. «Оборотні Pebble Games для зменшення кубітів в ієрархічному синтезі квантових схем». У 2019 році на 49-му міжнародному симпозіумі IEEE з багатозначної логіки (ISMVL). Сторінки 102–107. (2019).
https://​/​doi.org/​10.1109/​ISMVL.2019.00026

[11] Джулія Меулі, Матіас Зокен, Мартін Реттлер, Ніколай Бйорнер і Джованні Де Мікелі. «Оборотна гра з галькою для керування квантовою пам’яттю». У 2019 році Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE). Сторінки 288–291. IEEE (2019).
https://​/​doi.org/​10.23919/​date.2019.8715092

[12] Чарльз Х. Беннетт. «Компроміси між часом і простором для оборотних обчислень». SIAM Journal on Computing 18, 766–776 (1989).
https: / / doi.org/ 10.1137 / 0218053

[13] Кріста Своре, Алан Геллер, Маттіас Троєр, Джон Азарія, Крістофер Гранаде, Беттіна Хайм, Вадим Ключников, Марія Михайлова, Андрес Пас і Мартін Роттлер. «Q#: Забезпечення масштабованих квантових обчислень і розробки за допомогою dsl високого рівня». У матеріалах семінару реальних доменних мов 2018. RWDSL2018Нью-Йорк, Нью-Йорк, США (2018). Асоціація обчислювальної техніки.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3183895.3183901

[14] Метью Емі, Мартін Роттлер і Кріста М. Свор. «Перевірена компіляція космічно ефективних реверсивних схем». У Рупака Маджумдара та Віктора Кунчака, редакторів, автоматизована перевірка. Том 10427, сторінки 3–21. Springer International Publishing, Cham (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-63390-9_1

Цитується

Ця стаття опублікована в Quantum під Creative Commons Attribution 4.0 International (CC на 4.0) ліцензія. Авторське право залишається за оригінальними власниками авторських прав, такими як автори або їх установи.

Часова мітка:

Більше від Квантовий журнал