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Efficiently Verifying Quantum Programs with Few T Gates
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AI
DOI：10.1007/978-3-032-15700-3_3.png)
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摘要
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我们在Rocq证明助手中实现了一种轻量级量子逻辑，用于验证Clifford+T量子程序，特别是那些T门计数较低的程序。我们的工具轻量且以自动化为中心：霍尔三元组验证组合简单规则，将所有责任简化为语法正确性的附加条件，并高效地解决这些条件。我们通过几个案例研究展示了我们的工具：标准的低T Toffoli分解、图态生成器以及7量子比特的Steane编码器。对图态族的一项小规模实证研究表明，Clifford门的数量呈近线性增长，量子比特数量呈轻微超二次趋势，这与基于列表的张量表示法的实现开销一致，而单个量子比特上的重复T门则因加性分支而呈现指数级膨胀。结果表明，基于规则、语法驱动的验证方法足以验证低T量子电路，同时保持信任核心和用户界面证明的简单性。
Keyword:
hoare logic
quantum computing
proof assistants
Rocq
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