Two phase reliability analysis of quantum circuits in a block based approach

• Autorzy: Boncalo O. , Amaricai A.

Warianty tytułu

PL

Dwuetapowa analiza niezawodnościowa obwodów kwantowych z wykorzystaniem metody blokowej

• Konferencja: Mixed Design of Integrated Circuits and Systems MIXDES 2009. 16 ; 25-27.06.2009 ; Łódź, Polska
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Simulating quantum circuits is a task that becomes prohibitive as their size grows. Therefore, reliability analysis using simulation is not feasible for complex quantum circuits. In this paper, we propose a two phase reliability analysis which combines VHDL based simulated fault injection (SFI) and analytical reliability techniques. SFI is applied in the first phase for sub-circuits (blocks), while the overall reliability estimate is obtained using analytical computations. Furthermore, we investigate the errors introduced by the analytical estimate of the overall reliability.

PL

Symulowanie obwodów kwantowych o dużych rozmiarach jest niezwykle trudne. Dlatego też niemożliwe jest przeprowadzenie analizy niezawodnościowej złożonych układów kwantowych. W artykule proponujemy przeprowadzać analizy tego typu poprzez połączenie symulowanego wstrzykiwania błędów w VHDL z metodami analitycznymi analizy niezawodnościowej. W pierwszym etapie dokonuje się symulowanego wstrzykiwania błędów dla podobwodów tworzących bloki, a ogólne oszacowanie niezawodności dokonywane jest poprzez obliczenia analityczne. Następnie szacowane są błędy wprowadzone poprzez szacowanie analityczne do całkowitego oszacowania niezawodności.

Słowa kluczowe

EN

reliability analysis; quantum circuit; VHDL

PL

analiza niezawodnościowa; obwody kwantowe; VHDL

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 12
• Strony: 90--93
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Boncalo O.

autor

Amaricai A.

• University Politehnica of Timisoara, Timisoara, Romania

Bibliografia

• [1] Aharonov D., Ben-Or M.: Fault-Tolerant Quantum Computation with Constant Error Rate online preprint quant-ph/9906129v1, 1999.
• [2] Boncalo O., Udrescu M., Prodan L., Vladutiu M., Amaricai A.: Using Simulated Fault Injection for Fault Tolerance Assessment of Ouantum Circuits. Proceedings 40th IEEE Annual Simulation Symposium, pp. 213 - 220, 2007.
• [3] Boncalo O., Udrescu M., Prodan L., Vladutiu M., Amaricai A.: Saboteur Based Fault Injection for Quantum Circuit Fault Tolerant Assessment. Proceedings 10th Euromicro Symposium on Digital System Design pp. 634 - 640, 2007.
• [4] Boncalo O., Vladutiu M., Amaricai A.: Two Phase Simulation-Based Assessment of Quantum Error Correction Codes. Proceedings 16th International Conference on Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, 2009.
• [5] Chen G., Church D. A., Englert B.-G., Henkel C., Rohwedder B., Scully M. O., Zubairy M. S.: OUANTUM COMPUTING DEVICES Principles, Designs, and Analysis. Chapman & Hall/CRC, 2006.
• [6] Chi E., Lyon S. A., Martonosi M.: An Analytical Error Model for Quantum Computer Simulation. Online preprint quant-ph/0801.0094 v2, 2008.
• [7] Hayes J. P., Polian I., Becker B.: Testing for Missing Gate Faults in Reversible Circuits. Proceedings of the 13th Asian Test Symposium (ATS 2004), 2004.
• [8] Jenn E., Arlat J., Rimen M., Ohlsson J., Karlsson J.: Fault Injection into VHDL Models: The MEFISTO Tool. Proceedings 24th Annual International Symposium on Fault Tolerant Computing Systems (FTCS-24), 1994, pp. 66 - 75.
• [9] Knill E., Laflamme E., Żurek W. H.: Resilient Quantum Computation: Error Models and Thresholds. Online preprint quant-ph/9702058, 1997.
• [10] Mermin N. D.: Ouantum Computer Science - An Introduction. Cambridge University Press, 2007.
• [11] Miskov-Zivanov N., Marculescu D.: Circuit Reliability Analysis Using Symbolic Techniques. IEEE Trans. On Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 25, no 12, 2006, pp. 2638 - 2649.
• [12] Nielsen M. A., Chuang I. L.: Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, 2000.
• [13] Norman G., Parker D., Kwiatkowska M., Shukla S. K.: Evaluating the Reliability of Defect-Tolerant Architectures for Nanotechnology with Probabilistic Model Checking. Proceeding 17th International Conference on VLSI Design (VLSID'04), 2004.
• [14] Preskill J.: Fault-Tolerant Quantum Computation. Online preprint Quant-ph/9712048, 1997.
• [15] Shooman M. L.: Reliability of Computer Systems and Networks: Fault Tolerance, Analysis, and Design. Wiley-Interscience Publication, John Wiley and Sons, 2002.
• [16] Shor P. W.: Scheme for reducing decoherence in quantum computermemory. Physical Review, vol. A52, pp. R2493 - R2496, 1995.
• [17] Steane A. M.: Overhead and noise threshold of fault tolerant quantum error correction. Phys. Rev. A68, 2003.
• [18] Viamontes G. F., Markov I. L., Hayes J. P.: High-Performance QuIDD-based Simulation of Quantum Circuits. Proceedings of the Design, Automation and Test in Europe Conference and Exhibition, pp. 1530 - 1591, 2004.
• [19] Zalka C.: Threshold Estimate for Fault Tolerant Quantum Computing. Online preprint quant-ph/9612028, 1997.