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”

An Automata-Based Framework for Verification and Bug Hunting in Quantum Circuits

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26230%2F26%3A0198194" target="_blank" >RIV/00216305:26230/26:0198194 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://dl.acm.org/doi/10.1145/3725728" target="_blank" >https://dl.acm.org/doi/10.1145/3725728</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1145/3725728" target="_blank" >10.1145/3725728</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    An Automata-Based Framework for Verification and Bug Hunting in Quantum Circuits

  • Popis výsledku v původním jazyce

    As quantum computing hardware advances, the demand for scalable, precise, and fully automated verification techniques for quantum circuits grows. This paper introduces a novel automata-based framework tailored for the verification of quantum circuits. In our approach, the problem is framed as a triple {P}C{S} and the question is whether, given a set P of quantum states on the input of a circuit C, the set of quantum states on the output is equal to (or included in) a set S. Our framework leverages tree automata to compactly represent sets of quantum states and we develop transformers to implement the semantics of quantum gates over this representation. We implemented the proposed approach in a prototype tool and evaluated its performance against various benchmarks from the literature. The evaluation shows that our approach is quite scalable, for example, we managed to verify a large circuit with 40 qubits and 141,527 gates, or catch bugs injected into a circuit with 320 qubits and 1,758 gates, where all tools we compared with failed. Additionally, our work bridges quantum program verification and automata, opening new possibilities to exploit the richness of automata theory in quantum computing.

  • Název v anglickém jazyce

    An Automata-Based Framework for Verification and Bug Hunting in Quantum Circuits

  • Popis výsledku anglicky

    As quantum computing hardware advances, the demand for scalable, precise, and fully automated verification techniques for quantum circuits grows. This paper introduces a novel automata-based framework tailored for the verification of quantum circuits. In our approach, the problem is framed as a triple {P}C{S} and the question is whether, given a set P of quantum states on the input of a circuit C, the set of quantum states on the output is equal to (or included in) a set S. Our framework leverages tree automata to compactly represent sets of quantum states and we develop transformers to implement the semantics of quantum gates over this representation. We implemented the proposed approach in a prototype tool and evaluated its performance against various benchmarks from the literature. The evaluation shows that our approach is quite scalable, for example, we managed to verify a large circuit with 40 qubits and 141,527 gates, or catch bugs injected into a circuit with 320 qubits and 1,758 gates, where all tools we compared with failed. Additionally, our work bridges quantum program verification and automata, opening new possibilities to exploit the richness of automata theory in quantum computing.

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

    COMMUNICATIONS OF THE ACM

  • ISSN

    0001-0782

  • e-ISSN

    1557-7317

  • Svazek periodika

    68

  • Číslo periodika v rámci svazku

    6

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    9

  • Strana od-do

    85-93

  • Kód UT WoS článku

    001519108800020

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-105008301521