Optimisation du calcul quantique tolérant aux fautes par le ZX-calculus
Optimization of fault-tolerant quantum computing by the ZX-calculus
Jury
Directeur de these_PERDRIX_Simon_INRIA
CoDirecteur de these_VUILLOT_Christophe_INRIA
Examinateur_GAUDRY_Pierrick_CNRS
Rapporteur_BROWNE_Dan_UNIVERSITY COLLEGE LONDON
Rapporteur_SELINGER_Peter_Dalhousie University
Examinateur_KASHEFI_Elham_CNRS
Examinateur_JEFFERY_Stacey_University of Amsterdam
Examinateur_AMY_Matthew_Simon Fraser University
école doctorale
IAEM - INFORMATIQUE - AUTOMATIQUE - ELECTRONIQUE - ELECTROTECHNIQUE - MATHEMATIQUES
Laboratoire
LORIA - Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications
Mention de diplôme
Informatique
A008
Loria, 615 Rue du Jardin-Botanique, 54506 Vandœuvre-lès-Nancy
Mots clés
Informatique quantique,Optimisation de circuits quantiques,Informatique quantique tolérant aux fautes,ZX-calcul,
Résumé de la thèse
Le calcul quantique tolérant aux fautes nécessite des techniques de compilation efficaces pour traduire les algorithmes quantiques de haut niveau en opérations exécutables sur le matériel.
Cette thèse présente plusieurs contributions au développement d'une pile de compilation pour le calcul quantique tolérant aux fautes.
Au niveau de la synthèse de circuits quantiques, nous introduisons de nouvelles constructions pour des opérateurs arithmétiques, notamment le premier additionneur exact sans qubit auxiliaire avec une profondeur sous-linéaire, ainsi qu'un multiplicateur pour les corps binaires
Keywords
Quantum computing,Quantum circuit optimization,Fault-tolerant quantum computing,ZX-calculus,
Abstract
Large-scale fault-tolerant quantum computing requires efficient compilation techniques to translate high-level quantum algorithms into executable operations on quantum hardware.
This thesis presents several contributions to the development of a compilation stack for fault-tolerant quantum computing.
At the quantum circuit synthesis level, we introduce novel constructions for some arithmetic operators, including the first ancilla-free exact quantum adder with sublinear depth and an efficient quantum multiplier for binary fields achieving state-of-the-art space-time cost.
For quantum circuit o
