We present CertiQ, a verification framework for writing and verifying compiler passes of Qiskit, the most widely-used quantum compiler. To our knowledge, CertiQ is the first effort enabling the verification of real-world quantum compiler passes in a mostly-automated manner. Compiler passes written in the CertiQ interface with annotations can be used to generate verification conditions, as well as the executable code that can be integrated into Qiskit. CertiQ introduces the quantum circuit calculus to enable the efficient checking of equivalence of quantum circuits by encoding such a checking procedure into an SMT problem. CertiQ also provides a verified library of widely-used data structures, transformation functions for circuits, and conversion functions for different quantum data representations. This verified library not only enables modular verification but also sheds light on future quantum compiler design. We have re-implemented and verified 26 (out of 30) Qiskit compiler passes in CertiQ, during which three bugs are detected in the Qiskit implementation. Our verified compiler pass implementations passed all of Qiskit's regression tests without showing noticeable performance loss.


翻译:我们提出CertiQ, 用于编写和核查最广泛使用的量子汇编器的编纂者通行证。 据我们所知, CertiQ 是第一个能够以多数自动方式核查真实世界量子汇编者通行证的努力。 CertiQ 与注释接口中写成的编纂者通行证可用于产生核查条件,以及可纳入Qiskit的可执行代码。CertiQ 引入量子电路计算器,以便通过将这种检查程序编码为SMT问题来有效检查量子电路的等同性。 CertiQ 还提供了一个经过核查的图书馆,其中含有广泛使用的数据结构、电路转换功能和不同量子数据表示功能的转换功能。这个经过核查的图书馆不仅能够进行模块核查,而且还为未来的量子汇编设计提供了亮度。我们已经在CertiQ重新实施并核实了26份(30份) Qiskit 的可执行代码, 在此期间,在Qiskit 实施过程中检测了3个错误。 我们经过核查的编译员通过测试, 展示了所有可见的Qiskiskit回归性测试。

0
下载
关闭预览

相关内容

编译器(Compiler),是一种计算机程序,它会将用某种编程语言写成的源代码(原始语言),转换成另一种编程语言(目标语言)。
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
121+阅读 · 2020年11月20日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
49+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
89+阅读 · 2019年10月10日
机器学习相关资源(框架、库、软件)大列表
专知会员服务
37+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
风格迁移原理及tensorflow实现-附代码
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年3月25日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年1月12日
Arxiv
7+阅读 · 2018年6月8日
Arxiv
7+阅读 · 2018年5月23日
Arxiv
4+阅读 · 2018年4月30日
VIP会员
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
121+阅读 · 2020年11月20日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
49+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
89+阅读 · 2019年10月10日
机器学习相关资源(框架、库、软件)大列表
专知会员服务
37+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
25+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
风格迁移原理及tensorflow实现-附代码
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年3月25日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员