| 講演抄録／キーワード |
| 講演名 |
2023-12-18 15:50
量子回路非最適化アルゴリズムの提案とコンパイラベンチマークへの応用
○森 雄生・箱嶋秀昭・数藤恭平・森 俊夫・御手洗光祐（阪大）・藤井啓祐（阪大/理研） |
| 抄録 |
（和） |
本発表では，回路の等価性を保ちながら冗長化することで量子回路を複雑化させるアルゴリズムとして、量子回路非最適化を提唱する．これは回路最適化と逆の操作に相当する．我々は量子回路非最適化を用いて，NPおよびBQPの両方に属する判定問題を定義した．また実用的な応用例として，非最適化された量子回路をデータセットとしたQiskitとPytketのコンパイラベンチマークを取得し比較した．数値実験では，量子回路非最適化を用いることで，コンパイラにとって最適化が難しい回路を体系的に生成できることを示した．この知見は今後異なるコンパイラの性能を比較し改善する上で有用である．
その他にも，量子回路非最適化は量子優位性のある機械学習データセットの生成や，量子コンピュータの忠実度のベンチマークなど幅広い応用を与える． |
| （英） |
We initiate and construct a quantum algorithmic primitive called quantum circuit unoptimization, which makes a given quantum circuit complex by introducing some redundancies while preserving circuit equivalence, i.e., the inverse operation of circuit optimization. Using quantum circuit unoptimization, we propose the quantum circuit equivalence test, a decision problem contained both in NP and BQP classes. Furthermore, as a practical application, we construct concrete unoptimization recipes to generate compiler benchmarks and evaluate circuit optimization performance using Qiskit and Pytket. Our numerical simulations demonstrate that quantum circuit unoptimizer systematically generates redundant circuits that are challenging for compilers to optimize, which can be used to compare the performance of different compilers and improve them. We also offer potential applications of quantum circuit unoptimization, such as generating quantum advantageous machine learning datasets and quantum computer fidelity benchmarks. |
| キーワード |
（和） |
回路最適化 / 回路の等価性判定 / コンパイラベンチマーク / / / / / |
| （英） |
Circuit optimization / Circuit equivalence test / Compiler benchmark / / / / / |
| 文献情報 |
信学技報 |
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