QRP: quantum reliability polynomial for stochastic reliability analysis of reversible circuits

Der Artikel diskutiert die Herausforderungen und Fortschritte beim Hochleistungsrechnen und konzentriert sich dabei auf die Entwicklung von Quantenschaltungen zur Verbesserung der Rechenleistung und Energieeffizienz. Es stellt das Quantenzuverlässigkeitspolynom (QRP) als Werkzeug zur Bewertung der Zuverlässigkeit von Quantengattern und Schaltkreisen unter stochastischen Fehlermodellen vor. Das QRP basiert auf dem von Moore und Shannon für klassische Netzwerke entwickelten Wahrscheinlichkeitsmodell, das an die einzigartigen Eigenschaften von Quantenschaltkreisen angepasst ist. Die Studie analysiert verschiedene Fehlermodelle, einschließlich der Modelle Single Missing Gate Fault (SMGF) und Multiple Missing Gate Fault (MMGF), und demonstriert die Anwendung des QRP bei der Bewertung der Zuverlässigkeit verschiedener Quantengatter und -schaltkreise. Der Artikel unterstreicht auch die Bedeutung der Fehlertoleranz im Quantencomputer und das Potenzial des QRP bei der Entwicklung robuster und fehlertoleranter Quantensysteme. Die Forschung liefert eine detaillierte Analyse der Zuverlässigkeitspolynomkoeffizienten und ihrer Bedeutung für das Verständnis der Schwachstellen und Stärken von Quantenschaltkreisen. Darüber hinaus werden die rechnerischen Herausforderungen und zukünftigen Richtungen bei der Anwendung des QRP auf große Quantenschaltkreise diskutiert, wobei die Notwendigkeit effizienter Algorithmen und alternativer Methoden zur Zuverlässigkeitsanalyse betont wird.