paperbot · PL 论文追踪

全部论文 待读 收藏

P2 Borrowing Dirty Qubits in Quantum Programs

量子程序中的脏量子比特借用
ASPLOS Proceedings of the 31st ACM International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems, Volume 22026匹配度 3/10 · 该论文属于程序语言与形式化验证范畴(形式语义+验证算法),与用户对「理论形式化+工程实现」的方法论偏好有一定契合;但其应用领域是量子程序(脏量子比特借用与安全反计算),与用户核心方向——面向 ML/Agentic 程序的静态分析、LLM 与静态分析/形式化验证的交叉、浮点程序分析、贝叶斯程序分析——几乎没有交集,也不涉及 LLM/ML 系统或工业落地场景。引用 2 inbox
Bonan Su, Li Zhou, Yuan Feng, Mingsheng Ying
crossref: 2026-09-12dblp: 2026-09-12arxiv: 2026-09-12

AI 速览

一句话:形式化定义量子程序中脏量子比特借用的语义,提出安全反计算概念,并给出高效验证算法。

脏量子比特是指可从计算空闲部分借用的辅助量子比特,用于复用比特并减少对稀缺的干净量子比特的需求。但复用有效的条件是:脏量子比特的初始状态不能影响所在量子电路的功能,且使用后必须完全恢复其原始状态(包括纠缠),即安全反计算。本文形式化定义了量子编程语言中脏量子比特借用这一特性的语义,提出了量子程序中脏量子比特安全反计算的概念,并给出一种高效算法及实验结果,用于验证特定量子电路中脏量子比特的安全反计算。

问题
如何在量子程序中安全地借用脏量子比特:复用其空闲辅助比特时,必须保证初始状态不影响电路功能,并在使用后完全恢复其原状态与纠缠。
方法
形式定义脏量子比特借用的语言语义,提出安全反计算概念,并设计验证特定量子电路安全反计算的高效算法。
评估
在特定量子电路上进行实验,验证所提安全反计算验证算法的效率与可行性。
原文摘要(Abstract)

Dirty qubits are ancillary qubits that can be borrowed from idle parts of a computation, enabling qubit reuse and reducing the demand for fresh, clean qubits---a resource that is typically scarce in practice. For such reuse to be valid, the initial states of the dirty qubits must not affect the functionality of the quantum circuits in which they are employed. Moreover, their original states, including any entanglement they possess, must be fully restored after use---a requirement commonly known as safe uncomputation. In this paper, we formally define the semantics of dirty-qubit borrowing as a feature in quantum programming languages, and introduce a notion of safe uncomputation for dirty qubits in quantum programs. We also present an efficient algorithm, along with experimental results, for verifying safe uncomputation of dirty qubits in certain quantum circuits.

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@inproceedings{abs-2508-17190,
  title = {Borrowing Dirty Qubits in Quantum Programs},
  author = {Bonan Su and Li Zhou and Yuan Feng and Mingsheng Ying},
  booktitle = {ASPLOS},
  year = {2026},
  doi = {10.1145/3779212.3790134}
}