Автоматизированное проектирование квантовых цепей с регулярной структурой на примере модуля перестановок для КПФ
Предложен подход к автоматической генерации спецификаций квантовых цепей на логическом уровне схем размещения квантовых преобразователей для задач, решение которых может быть описано на математическом уровне с использованием рекурсивных схем. Обозначены пути уменьшения числа квантовых преобразователей и глубины квантовой цепи на основе выделения участков с квантовыми преобразователями из семейства CkNOT, имеющих регулярную структуру. Предложен вариант реализации вспомогательного модуля перестановки сопряженных коэффициентов при унификации квантового преобразования Фурье для проведения обратного преобразования с применением вспомогательного модуля. Обозначена схема адаптации многокубитового преобразователя логического уровня описания к базовым преобразователям физического уровня. Выбран способ фиксации спецификации квантовой цепи в виде программного кода на языке OpenQASM с ограниченным набором преобразователей. Представлены результаты испытаний получаемых в автоматическом режиме спецификаций квантовых цепей при использовании облачного сервиса IBM Quantum с разными системами – симулятором и пятикубитовыми квантовыми компьютерами.
Авторы: В. А. Калмычков, И. В. Матвеева
Направление: Информатика, вычислительная техника и управление
Ключевые слова: Квантовое преобразование Фурье (КПФ), кубиты, квантовые преобразователи, квантовая цепь
Открыть полный текст статьи