Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Verifying Quantum Circuits with Level-Synchronized Tree Automata

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26230%2F26%3A0193377" target="_blank" >RIV/00216305:26230/26:0193377 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://dl.acm.org/doi/10.1145/3704868" target="_blank" >https://dl.acm.org/doi/10.1145/3704868</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1145/3704868" target="_blank" >10.1145/3704868</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Verifying Quantum Circuits with Level-Synchronized Tree Automata

  • Popis výsledku v původním jazyce

    We present a new method for the verification of quantum circuits based on a novel symbolic representation of sets of quantum states using level-synchronized tree automata (LSTAs). LSTAs extend classical tree automata by labeling each transition with a set of choices, which are then used to synchronize subtrees of an accepted tree. Compared to the traditional tree automata, LSTAs have an incomparable expressive power while maintaining important properties, such as closure under union and intersection, and decidable language emptiness and inclusion. We have developed an efficient and fully automated symbolic verification algorithm for quantum circuits based on LSTAs. The complexity of supported gate operations is at most quadratic, dramatically improving the exponential worst-case complexity of an earlier tree automata-based approach. Furthermore, we show that LSTAs are a promising model for parameterized verification, i.e., verifying the correctness of families of circuits with the same structure for any number of qubits involved, which principally lies beyond the capabilities of previous automated approaches. We implemented this method as a C++ tool and compared it with three symbolic quantum circuit verifiers and two simulators on several benchmark examples. The results show that our approach can solve problems with sizes orders of magnitude larger than the state of the art.

  • Název v anglickém jazyce

    Verifying Quantum Circuits with Level-Synchronized Tree Automata

  • Popis výsledku anglicky

    We present a new method for the verification of quantum circuits based on a novel symbolic representation of sets of quantum states using level-synchronized tree automata (LSTAs). LSTAs extend classical tree automata by labeling each transition with a set of choices, which are then used to synchronize subtrees of an accepted tree. Compared to the traditional tree automata, LSTAs have an incomparable expressive power while maintaining important properties, such as closure under union and intersection, and decidable language emptiness and inclusion. We have developed an efficient and fully automated symbolic verification algorithm for quantum circuits based on LSTAs. The complexity of supported gate operations is at most quadratic, dramatically improving the exponential worst-case complexity of an earlier tree automata-based approach. Furthermore, we show that LSTAs are a promising model for parameterized verification, i.e., verifying the correctness of families of circuits with the same structure for any number of qubits involved, which principally lies beyond the capabilities of previous automated approaches. We implemented this method as a C++ tool and compared it with three symbolic quantum circuit verifiers and two simulators on several benchmark examples. The results show that our approach can solve problems with sizes orders of magnitude larger than the state of the art.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Proceedings of the ACM on Programming Languages-PACMPL

  • ISSN

  • e-ISSN

    2475-1421

  • Svazek periodika

    9

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    31

  • Strana od-do

    923-953

  • Kód UT WoS článku

    001471014100019

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85215979053