Existe algum pacote de software que permita a decomposição de unidades unitárias de em circuitos quânticos sobre um conjunto de portas universal predefinido?
Respostas:
Este pacote (CUGates.m) foi anunciado no arXiv há alguns dias, o que pode ser útil para você. Ele usa o Mathematica. Eu ainda não tentei, e pode ou não fazer o que você precisa. Do resumo:
Este artigo apresenta um esquema de decomposição altamente eficiente e seu notebook Mathematica associado para a análise de circuitos quânticos complicados compostos de portas quânticas simples / múltiplas de qubit e qudit. Em particular, esse esquema reduz a avaliação de várias operações unitárias de gateways com muitas condicionais para apenas duas adições de matriz, independentemente do número de condicionais ou dimensões de gate. Isso melhora significativamente a capacidade de um analisador de circuito quântico implementado em um computador clássico. Este também é o primeiro analisador de circuito quântico eficiente a incluir portas lógicas quânticas qudit.
Há um artigo publicado há cerca de 6 anos sobre a implementação e otimização da decomposição de Barenco: http://arxiv.org/abs/quant-ph/0607123 Não sei se eles lançaram seu software ou se você precisa peça-lhes gentilmente.
Este site - Quantum Compiler.org - possui código fonte para uma biblioteca python que faz isso, em dois modelos, Solovay-Kitaev e Kitaev-Shen-Vyalyi.
Existe um programa “Qubiter” da RRTucci que usa decomposição de CS, descrito em http://arxiv.org/abs/quant-ph/9902062 e distribuído gratuitamente via código fonte (C ++). Acabei de ver - um link no e-print ainda é válido, a última versão é 1-11, mas nunca usei o programa sozinho e, portanto, não posso comentar isso.
[EDIT] Existem (pelo menos) dois pacotes para decomposição na lista http://www.quantiki.org/wiki/List_of_QC_simulators
Além das respostas anteriores, há um pacote que calcula transformadas de Fourier para grupos não comutativos solucionáveis com base nesse algoritmo . O software possui uma ferramenta para decompor transformadas de Fourier em matrizes mais simples. Essa decomposição é essencialmente um circuito quântico eficiente para implementar uma transformada quântica de Fourier não abeliana.
Embora não seja um pacote de uso geral, é uma boa ferramenta se você trabalha com essa classe de unitários (bastante complicados). Nesse contexto, não existem alternativas que eu conheça.