Simulace a analýza kvantových obvodů
| but.committee | doc. RNDr. Milan Češka, Ph.D. (předseda) Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D. (člen) doc. Ing. Peter Chudý, Ph.D., MBA (člen) Ing. Jiří Matoušek, Ph.D. (člen) Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D. (člen) | cs |
| but.defence | Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A. | cs |
| but.jazyk | angličtina (English) | |
| but.program | Informační technologie | cs |
| but.result | práce byla úspěšně obhájena | cs |
| dc.contributor.advisor | Lengál, Ondřej | en |
| dc.contributor.author | Jobranová, Sára | en |
| dc.contributor.referee | Havlena, Vojtěch | en |
| dc.date.created | 2024 | cs |
| dc.description.abstract | Simulace kvantových obvodů je klíčovým nástrojem pro další výzkum v oblasti kvantové výpočetní techniky, která je velmi perspektivní. Jedná se však o velmi výpočetně náročný problém, a z tohoto důvodu jsou i u moderních nástrojů při simulaci komplexních obvodů z hlediska výkonu značné rezervy. V této práci představíme nový přístup k simulaci kvantových obvodů a nástroj implementovaný na základě tohoto přístupu. Tato technika umožňuje přesnou simulaci a je založena na multi-terminálních binárních rozhodovacích diagramech. Také rozšiřuje standardní proces simulace založené na rozhodovacích diagramech o symbolickou exekuci opakujících se struktur v kvantovém obvodě (např. smyček), kdy se spočítá sémantika jednoho opakování této struktury a neprovádíme tudíž opětovné vyhodnocování hradel. Ukázali jsme, že symbolické provádění smyček výrazně urychluje simulaci a že implementovaný nástroj je nejen konkurenceschopný s ostatními nejmodernějšími simulátory, ale také tyto simulátory pro mnoho kvantových obvodů značně překonává. | en |
| dc.description.abstract | Simulation of quantum circuits is a key tool for future advancements in the promising field of quantum computing. Due to the fact that this task is very computationally demanding, the performance of state-of-the-art simulators on more complex circuits is still far from satisfactory. In this thesis, we propose a new approach to simulate quantum circuits and present an implementation based on this approach. Our simulation technique allows for accurate simulation and is based on multi-terminal binary decision diagrams. We extended the usual process of a decision diagram-based simulation by symbolic execution of repeating structures in a quantum circuit (such as loops), where we compute the big-step semantics of this structure and do not re-evaluate the gates. We show that symbolic loop execution significantly accelerates the simulation and that the implemented tool is not only competitive with other state-of-the-art simulators, but also greatly outperforms the state of the art for many quantum circuits. | cs |
| dc.description.mark | A | cs |
| dc.identifier.citation | JOBRANOVÁ, S. Simulace a analýza kvantových obvodů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2024. | cs |
| dc.identifier.other | 154537 | cs |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11012/246578 | |
| dc.language.iso | en | cs |
| dc.publisher | Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií | cs |
| dc.rights | Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení | cs |
| dc.subject | Kvantové výpočty | en |
| dc.subject | Simulace kvantových obvodů | en |
| dc.subject | Multi-terminální binární rozhodovací diagramy | en |
| dc.subject | Symbolická exekuce | en |
| dc.subject | Quantum computing | cs |
| dc.subject | Simulation of quantum circuits | cs |
| dc.subject | Multi-terminal binary decision diagrams | cs |
| dc.subject | Symbolic execution | cs |
| dc.title | Simulace a analýza kvantových obvodů | en |
| dc.title.alternative | Simulation and Analysis of Quantum Circuits | cs |
| dc.type | Text | cs |
| dc.type.driver | bachelorThesis | en |
| dc.type.evskp | bakalářská práce | cs |
| dcterms.dateAccepted | 2024-06-10 | cs |
| dcterms.modified | 2024-06-17-08:46:11 | cs |
| eprints.affiliatedInstitution.faculty | Fakulta informačních technologií | cs |
| sync.item.dbid | 154537 | en |
| sync.item.dbtype | ZP | en |
| sync.item.insts | 2025.03.18 21:00:57 | en |
| sync.item.modts | 2025.01.15 23:55:55 | en |
| thesis.discipline | Informační technologie | cs |
| thesis.grantor | Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. Ústav inteligentních systémů | cs |
| thesis.level | Bakalářský | cs |
| thesis.name | Bc. | cs |