합금을 이용한 분산 양자 컴퓨팅에서 텔레포테이션 수 최소화

이 논문은 형식적 방법을 사용하여 분산 양자 컴퓨팅(DQC)에서 텔레포테이션 수를 최소화하기 위한 새로운 접근 방식을 제시합니다. 양자 텔레포테이션은 양자 정보를 전달하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 양자 알고리즘을 양자 기계 네트워크에 분배할 때 가능한 한 적은 텔레포테이션을 수행하는 것이 바람직합니다. 그래프 이론적 또는 휴리스틱 검색 기술에 의존하는 기존의 대부분 방법과는 달리, 우리는 형식적 방법을 활용하여 텔레포테이션 수를 최소화하기 위한 전혀 다른 접근 방식을 제안합니다. 구체적으로, 이 논문의 기여는 다음과 같습니다: Alloy에서 텔레포테이션 최소화 문제의 형식적 명세, n-진 게이트를 가진 양자 회로에 대한 제안된 Alloy 명세의 일반화 가능성, 다양한 양자 회로 및 네트워크를 위한 Alloy 명세의 재사용성, 로드 밸런싱 및 이질성과 같은 다른 문제를 지정하고 해결하는 단순성, 제안된 접근 방식의 구성 가능성. 우리는 또한 양자 회로의 텍스트 설명을 입력으로 받아들이고, 해당 Alloy 모델을 생성하며, 마지막으로 Alloy 분석기를 사용하여 최소화 문제를 해결하는 소프트웨어 도구인 qcAlloy를 개발했습니다. 우리는 100개 이상의 큐비트와 1200개의 레이어를 가진 RevLib 벤치마크의 일부 회로에 대해 qcAlloy를 실험적으로 평가했으며, 텔레포테이션 수 최소화 측면에서 qcAlloy가 대부분의 벤치마크 회로에 대해 가장 효율적인 기존 방법 중 하나보다 우수하다는 것을 입증했습니다.