Gibt es ein Softwarepaket, das die Zerlegung von Unitaries von in Quantenschaltungen über einen vordefinierten universellen Gate-Satz ermöglicht?
Antworten:
Dieses Paket (CUGates.m) wurde vor ein paar Tagen auf dem arXiv angekündigt, was für Sie nützlich sein könnte. Es benutzt Mathematica. Ich habe es aber nicht ausprobiert und es kann oder kann nicht tun, was Sie benötigen. Aus dem Abstract:
Dieser Beitrag stellt eine hocheffiziente Zerlegungsschema und der damit verbundenen Mathematica-Notebook für die Analyse von komplizierten Quantenschaltungen von einzelnen / mehreren Qubits und qudit Quantengattern besteht. Insbesondere reduziert dieses Schema die Auswertung von Operationen mit mehreren einheitlichen Gates mit vielen Bedingungen auf nur zwei Matrixadditionen, unabhängig von der Anzahl der Bedingungen oder der Gate-Dimensionen. Dies verbessert die Fähigkeit eines in einem klassischen Computer implementierten Quantenschaltungsanalysators erheblich. Dies ist auch der erste effiziente Quantenschaltungsanalysator, der Qudit-Quantenlogikgatter enthält.
Vor ungefähr 6 Jahren gab es einen Artikel über die Implementierung und Optimierung der Barenco-Zerlegung: http://arxiv.org/abs/quant-ph/0607123 Ich weiß nicht, ob sie ihre Software veröffentlicht haben oder ob Sie dies benötigen frag sie nett danach.
Diese Website - Quantum Compiler.org - enthält Quellcode für eine Python-Bibliothek, die dies in zwei Modellen ausführt , Solovay-Kitaev und Kitaev-Shen-Vyalyi.
Es gibt ein Programm „Qubiter“ von RRTucci, das eine CS-Zerlegung verwendet, beschrieben in http://arxiv.org/abs/quant-ph/9902062 und kostenlos über den Quellcode (C ++) verteilt wird. Ich habe gerade gesehen - ein Link im E-Print ist immer noch gültig, die letzte Version ist 1-11, aber ich habe das Programm nie selbst benutzt und kann das daher nicht kommentieren.
[EDIT] Es gibt (mindestens) zwei Pakete zur Zerlegung in der Liste http://www.quantiki.org/wiki/List_of_QC_simulators
Zusätzlich zu den vorherigen Antworten gibt es ein Paket , das Fourier-Transformationen für lösbare nichtkommutative Gruppen berechnet, die auf diesem Algorithmus basieren . Die Software verfügt über ein Tool zum Zerlegen von Fourier-Transformationen in einfachere Matrizen. Eine solche Zerlegung ist im wesentlichen eine effiziente Quantenschaltung zum Implementieren einer nicht-abelschen Quanten-Fourier-Transformation.
Obwohl es kein Allzweckpaket ist, ist es ein schönes Werkzeug, wenn Sie mit dieser Klasse von (ziemlich komplizierten) Unitaries arbeiten. In diesem Zusammenhang gibt es keine Alternativen, die ich kenne.