Compact Representations for the Design of Quantum Logic

 
 
Springer (Verlag)
  • erschienen am 21. August 2017
  • |
  • VIII, 125 Seiten
 
E-Book | PDF mit Adobe-DRM | Systemvoraussetzungen
E-Book | PDF mit Wasserzeichen-DRM | Systemvoraussetzungen
978-3-319-63724-2 (ISBN)
 

This book discusses modern approaches and challenges of computer-aided design (CAD) of quantum circuits with a view to providing compact representations of quantum functionality. Focusing on the issue of quantum functionality, it presents Quantum Multiple-Valued Decision Diagrams (QMDDs - a means of compactly and efficiently representing and manipulating quantum logic. For future quantum computers, going well beyond the size of present-day prototypes, the manual design of quantum circuits that realize a given (quantum) functionality on these devices is no longer an option. In order to keep up with the technological advances, methods need to be provided which, similar to the design and synthesis of conventional circuits, automatically generate a circuit description of the desired functionality. To this end, an efficient representation of the desired quantum functionality is of the essence. While straightforward representations are restricted due to their (exponentially) large matrix descriptions and other decision diagram-like structures for quantum logic suffer from not comprehensively supporting typical characteristics, QMDDs employ a decomposition scheme that more naturally models quantum systems. As a result, QMDDs explicitly support quantum-mechanical effects like phase shifts and are able to take more advantage of corresponding redundancies, thereby allowing a very compact representation of relevant quantum functionality composed of dozens of qubits. This provides the basis for the development of sophisticated design methods as shown for quantum circuit synthesis and verification.

1st ed. 2017
  • Englisch
  • Cham
  • |
  • Schweiz
Springer International Publishing
  • 1
  • |
  • 42 s/w Abbildungen, 2 farbige Tabellen, 1 farbige Abbildung
  • |
  • 42 schwarz-weiße und 1 farbige Abbildungen, 2 farbige Tabellen, Bibliographie
  • 3,07 MB
978-3-319-63724-2 (9783319637242)
10.1007/978-3-319-63724-2
weitere Ausgaben werden ermittelt

Philipp Niemann received a diploma degree in Mathematics and a Dr. rer. nat. degree in Computer Science from the University of Bremen, Germany, in 2012 and 2016, respectively. There, he worked in the Group for Computer Architecture under the supervision of Prof. Dr. Rolf Drechsler and Prof. Dr. Robert Wille. Recently, he joined the Cyber-Physical Systems (CPS) department at the German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI). His research interests include the design of reversible and quantum circuits with a focus on decision diagrams as well as in the verification of formal models.

Robert Wille is a full professor at the Johannes Kepler University Linz, Austria. He received diploma and Dr.-Ing. degrees in Computer Science from the University of Bremen, Germany, in 2006 and 2009, respectively. He worked with the Group for Computer Architecture at the University of Bremen and with the German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI). Additionally, he worked as a lecturer at the University of Applied Science in Bremen, and as a visiting professor at the University of

Potsdam and the Technical University Dresden, both in Germany. His research interests include the design of circuits and systems for both conventional and emerging technologies with a focus on the domain of synthesis and verification.

Part I Introduction and Background.- 1 Introduction.- 2 Background.- Part II Representation of Quantum Functionality.- 3 Challenges and Initial Approaches.- 4 Quantum Multiple-Valued Decision Diagrams.- 5 Discussion and Outlook.- Part III Design of Quantum Logic.- 6 Challenges and Initial Approaches.- 7 Synthesis of Quantum Circuits.- 8 Correctness of Multiple-Valued Implementations.- 9 Discussion and Outlook.

Dateiformat: PDF
Kopierschutz: Adobe-DRM (Digital Rights Management)

Systemvoraussetzungen:

Computer (Windows; MacOS X; Linux): Installieren Sie bereits vor dem Download die kostenlose Software Adobe Digital Editions (siehe E-Book Hilfe).

Tablet/Smartphone (Android; iOS): Installieren Sie bereits vor dem Download die kostenlose App Adobe Digital Editions (siehe E-Book Hilfe).

E-Book-Reader: Bookeen, Kobo, Pocketbook, Sony, Tolino u.v.a.m. (nicht Kindle)

Das Dateiformat PDF zeigt auf jeder Hardware eine Buchseite stets identisch an. Daher ist eine PDF auch für ein komplexes Layout geeignet, wie es bei Lehr- und Fachbüchern verwendet wird (Bilder, Tabellen, Spalten, Fußnoten). Bei kleinen Displays von E-Readern oder Smartphones sind PDF leider eher nervig, weil zu viel Scrollen notwendig ist. Mit Adobe-DRM wird hier ein "harter" Kopierschutz verwendet. Wenn die notwendigen Voraussetzungen nicht vorliegen, können Sie das E-Book leider nicht öffnen. Daher müssen Sie bereits vor dem Download Ihre Lese-Hardware vorbereiten.

Bitte beachten Sie bei der Verwendung der Lese-Software Adobe Digital Editions: wir empfehlen Ihnen unbedingt nach Installation der Lese-Software diese mit Ihrer persönlichen Adobe-ID zu autorisieren!

Weitere Informationen finden Sie in unserer E-Book Hilfe.


Dateiformat: PDF
Kopierschutz: Wasserzeichen-DRM (Digital Rights Management)

Systemvoraussetzungen:

Computer (Windows; MacOS X; Linux): Verwenden Sie zum Lesen die kostenlose Software Adobe Reader, Adobe Digital Editions oder einen anderen PDF-Viewer Ihrer Wahl (siehe E-Book Hilfe).

Tablet/Smartphone (Android; iOS): Installieren Sie die kostenlose App Adobe Digital Editions oder eine andere Lese-App für E-Books (siehe E-Book Hilfe).

E-Book-Reader: Bookeen, Kobo, Pocketbook, Sony, Tolino u.v.a.m. (nur bedingt: Kindle)

Das Dateiformat PDF zeigt auf jeder Hardware eine Buchseite stets identisch an. Daher ist eine PDF auch für ein komplexes Layout geeignet, wie es bei Lehr- und Fachbüchern verwendet wird (Bilder, Tabellen, Spalten, Fußnoten). Bei kleinen Displays von E-Readern oder Smartphones sind PDF leider eher nervig, weil zu viel Scrollen notwendig ist. Mit Wasserzeichen-DRM wird hier ein "weicher" Kopierschutz verwendet. Daher ist technisch zwar alles möglich - sogar eine unzulässige Weitergabe. Aber an sichtbaren und unsichtbaren Stellen wird der Käufer des E-Books als Wasserzeichen hinterlegt, sodass im Falle eines Missbrauchs die Spur zurückverfolgt werden kann.

Weitere Informationen finden Sie in unserer E-Book Hilfe.


Download (sofort verfügbar)

58,84 €
inkl. 7% MwSt.
Download / Einzel-Lizenz
PDF mit Adobe-DRM
siehe Systemvoraussetzungen
E-Book bestellen

58,84 €
inkl. 7% MwSt.
Download / Einzel-Lizenz
PDF mit Wasserzeichen-DRM
siehe Systemvoraussetzungen
E-Book bestellen