QuBEC: Verbesserung der Äquivalenzüberprüfung für Quantenkreise durch QEC-Embeddung

Quantencomputing hat sich als fähig erwiesen, viele Algorithmen zu beschleunigen, indem es Aufgaben durchführt, die klassische Computer nicht bewältigen können. Mit der Zunahme der Komplexität von Quantenalgorithmen und -implementierungen wird die Notwendigkeit einer strengen Überprüfung von Schaltungen entscheidend, um eine korrekte Kompilierung sicherzustellen und die Schaltungsgenauigkeit durch Fehlerkorrektur und Assertions zu verbessern. In diesem Papier schlagen wir QuBEC vor, einen auf Entscheidungsdiagrammen basierenden Ansatz zur Quantenäquivalenzüberprüfung, der im Vergleich zu bestehenden Techniken weniger Latenz erfordert und Schaltungen mit Quantenfehlerkorrektur-Redundanz berücksichtigt. QuBEC reduziert die Verifizierungszeit bei Benchmark-Schaltungen um bis zu 443×, während die Anzahl der erforderlichen Entscheidungsdiagrammnodes um bis zu 798,31× im Vergleich zu modernen Strategien verringert wird. Das vorgeschlagene QuBEC-Framework kann zur Weiterentwicklung des Quantencomputings beitragen, indem es eine schnellere und effizientere Überprüfung von Quantenkreisen ermöglicht und den Weg für die Entwicklung größerer und komplexerer Quantenalgorithmen ebnet.