Thèse soutenue

Vers une formalisation d'une chaîne de compilation pour un ordinateur quantique

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Auteur / Autrice : Agustín Borgna
Direction : Simon PerdrixBenoît Valiron
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 13/01/2023
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications
Jury : Président / Présidente : Bob Coecke
Examinateurs / Examinatrices : Simon Perdrix, Benoît Valiron, Michael Mislove, Natacha Portier, Claudia Faggian
Rapporteurs / Rapporteuses : Bob Coecke, Michael Mislove

Mots clés

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Résumé

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L'avènement des ordinateurs quantiques capables de résoudre des problèmes irréalisables sur des ordinateurs classiques a motivé le développement de nouveaux langages et outils de programmation pour l'informatique quantique. Cependant, l'état de l'art actuel en matière de programmation quantique n'en est qu'à ses débuts. Dans cette thèse, nous présentons une série d'approches novatrices de différents aspects du processus de compilation quantique basé sur le calcul ZX. Tout d'abord, nous introduisons une nouvelle représentation intermédiaire pour les programmes quantiques capable d'encoder la récursion bornée et les structures de circuits répétés de manière compacte, basée sur les familles de l'extension Scalable du calcul ZX. Nous présentons ensuite un algorithme de compilation pour les circuits hybrides contenant à la fois des portes quantiques et classiques, basé sur l'optimisation de circuits purs de Duncan et al. Enfin, nous définissons le problème de la détection des sections de circuits quantiques qui peuvent être traduites en logique classique, et nous introduisons un algorithme heuristique pour le résoudre.