Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Description and Visualisation of Quantum Circuits with XML

100%

Miszczak J.

Archiwum Informatyki Teoretycznej i Stosowanej

|

2005

|

tom T. 17, z. 4

265-272

EN

This paper describes software for transformation of XML-based description of ąuantum circuits into graphical representation. It uses Quantum Markup Language introduced in [3] and produces Scalable Yector Graphics (SVG) representation of data. Because XML is a popular data format supported by many programming languages, presented converter does not depend on simulation environment and can be easily connected with existing software for simulation of quantum computing. Problems with visualisation of quantum circuit description point out some limitations of quantum circuits model in practical application quantum programming languages.

PL

Artykuł omawia oprogramowanie służące do transformacji opartego na XML-u formatu opisu obwodów kwantowych do reprezentacji graficznej. Oprogramowanie to bazuje na języku Quanatum Marku Language, stworzonego w ramach projektu Fraunhofer Quantum Computing Simulator i wykorzystuje format SVG do reprezentacji graficznej obwodu. Ponieważ XML jest popularnym formatem danych wspieranym przez wiele języków programowania, prezentowany konwerter nie zależy od konkretnego symulatora i może być połączony z istniejącym oprogramowaniem służącym do symulacji obliczeń kwantowych. Jednocześnie problemy z wizualizacją obwodów kwantowych wskazują na ograniczenia modelu obwodów kwantowych w praktycznych zastosowaniach takich jak kwantowe języki programowania.

2

Metody konstrukcji optymalnych układów odwracalnych

75%

Szyprowski M. , Kerntopf P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

tom R. 58, nr 7

647-649

PL

Dopiero w 2010 roku, po całej dekadzie badań, opracowano pierwszą metodę syntezy optymalnych układów odwracalnych dla dowolnych funkcji czterech zmiennych. Układy te budowane były ze standardowej biblioteki bramek odwracalnych NCT, mających wyłącznie tzw. pozytywne sterowanie. W pracy opisujemy wyniki naszych rozszerzeń tej metody na przypadek minimalizowania kosztu kwantowego dla układów o zadanej liczbie bramek, a także na układy budowane z bramek NCT o mieszanym sterowaniu (tzn. zarówno o pozytywnym, jak i negatywnym).

EN

computation (i.e. bijective mapping). This emerging research area has applications in many new areas of computer science, e.g. quantum computing, nanotechnologies, optical computing, digital signal processing, communications, bioinformatics, cryptography as well as in low power computation. Recent advances consist in reducing numbers of gates, garbage bits or quantum cost. Synthesis of optimal reversible circuits is a very hard problem even for small input/output circuits. In 2010 a method for construction of 4-input/output optimal circuits was developed for circuits constructed using reversible gates from NCT library [5]. In the paper we present a summary of the results of our extensions to this method. We have developed an approach for minimization of quantum cost of the 4-input/output circuits [7]. Our computational experiments have been conducted for two sets of reversible gates: a standard NCT library and extended mixed-polarity NCT library, which consists of gates with both positive and negative control lines. Using our tools we have found circuits for the known reversible benchmarks which have lower quantum cost than any of the best known implementations so far. Based on the data of our experiments we have made a statistical comparison of the optimal circuits built from standard NCT and libraries.

3

Nowe reguły przesuwania bramek w układach odwracalnych

75%

Szyprowski M. , Kerntopf P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

tom R. 59, nr 8

787--789

PL

Jedną z możliwości redukcji układów odwracalnych daje przesuwanie bramek. W pracy zaproponowano nowe reguły takich przesunięć dla układów budowanych ze standardowej biblioteki bramek odwracalnych NCT. Umożliwiają one eliminację bramek o dużej liczbie wejść/wyjść, które mają największy tzw. koszt kwantowy. Opracowane przez nas reguły mogą być stosowane dla dowolnej liczby wejść układu. Umożliwia to projektowanie układów odwracalnych o zredukowanym koszcie kwantowym. Podane przez nas przykłady pokazują, że oszczędności w porównaniu z układami publikowanymi w literaturze mogą być znaczne.

EN

Synthesis of reversible logic circuits is the most intensively studied topic of the research area called reversible computation (circuits are reversible if they represent bijective mappings). This new research area has applications in many fields of computer science, e.g. quantum computing, nanotechnologies, optical computing, digital signal processing, communications, bioinformatics, cryptography as well as in low power computation. Recent advances consist in reducing numbers of gates, garbage bits or quantum cost. Some reversible circuit synthesis algorithms generate circuits in which majority of gates have large or even maximal size (i.e. equal to the number of inputs/outputs. However, quantum cost of multi-control generalized Toffoli gates is very high. In this paper it is shown how to reduce the quantum cost of circuits by eliminating most of large gates or even all of them. Namely, a new subset of moving rules useful for reducing the quantum cost is presented. Using this subset, it is possible to reduce the number of maximal-size gates to zero for even functions, and to one for odd functions, according to the known theorem. In the paper substantial savings in the quantum cost are presented for designs taken from recent publications.

4

Projektowanie odwracalnych układów w architekturze LNN

75%

Szyprowski M. , Kerntopf P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

tom R. 59, nr 8

781--783

PL

Najnowszy kierunek w projektowaniu kwantowych układów odwracalnych uwzględnia fakt, że interakcje odbywają się tylko na sąsiadujących liniach. Ostatnio zaproponowano wiele algorytmów projektowania takich układów oraz zajmowano się ich optymalizacją. W pracy przedstawiony jest przegląd tych rozwiązań oraz perspektywy rozwoju tej ważnej dziedziny.

EN

Computation is called reversible if it is realized by circuits implementing bijective mappings. It is an emerging research area which has applications in many new areas of computer science, e.g. quantum computing, nanotechnologies, optical computing, digital signal processing, communications, bioinformatics, cryptography as well as low power computation. Quantum computation, which by nature is reversible, constitutes an especially attractive field of research due to a promise of an enormous speed-up of computing processes in the future. However, it has appeared that in some quantum technologies there are intrinsic limitations, namely, physically realizable operations would be only interactions between neighbor lines (also called qubits). As reversible circuits form a subset of quantum circuits there is a need to convert general reversible circuits into the so-called Linear Nearest Neighbor (LNN) architecture. In this architecture any gate operates between adjacent qubits only. Thus, recently there has been a new research objective to develop efficient methods for designing reversible circuits in the LNN architecture. This paper gives an overview of the present advances in this field.

5

Efektywnie symulowalne układy quditowe

75%

Gielerak R. , Ratajczak P.

|

tom R. 53, nr 5

51-53

PL

Przedstawiono wyniki symulacji losowych obliczeń kwantowych zrealizowanych za pomocą obwodów unitarnych klasy CHP dla obwodów quditowych. Potwierdzone teoretyczne oszacowania dotyczące złożoności obliczeniowej symulacji tego typu układów kwantowych. Symulacje przeprowadzono poprzez implementacje w języku C algorytmu Aaronsona-Gottesmana .

EN

Simulations of random quantum calculations schemes realized within the class of CHP circuits are being performed and the results of them are being presented. In particular the theoretical estimations of computational complexity of the systems analyzed are being confirmed. The C language version of the Aaronson-Gottesman algorithm has been used for the analyzed simulation process.

6

Basic quantum circuits for classification and approximation tasks

63%

Wiśniewska J. , Sawerwain M. , Obuchowicz A.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2020

|

tom Vol. 30, no. 4

733--744

EN

We discuss a quantum circuit construction designed for classification. The circuit is built of regularly placed elementary quantum gates, which implies the simplicity of the presented solution. The realization of the classification task is possible after the procedure of supervised learning which constitutes parameter optimization of Pauli gates. The process of learning can be performed by a physical quantum machine but also by simulation of quantum computation on a classical computer. The parameters of Pauli gates are selected by calculating changes in the gradient for different sets of these parameters. The proposed solution was successfully tested in binary classification and estimation of basic non-linear function values, e.g., the sine, the cosine, and the tangent. In both the cases, the circuit construction uses one or more identical unitary operations, and contains only two qubits and three quantum gates. This simplicity is a great advantage because it enables the practical implementation on quantum machines easily accessible in the nearest future.