Zx-Calculus for Quantum Circuits: A Diagrammatic Approach to Quantum Circuit Analysis and Optimization
暫譯: 量子電路的Zx-演算:量子電路分析與優化的圖示方法
Halder, Subhojit
- 出版商: Apress-滿千折百
- 出版日期: 2026-09-01
- 售價: $1,970
- 貴賓價: 9.5 折 $1,871
- 語言: 英文
- 頁數: 341
- 裝訂: Quality Paper - also called trade paper
- ISBN: 9798868828560
- ISBN-13: 9798868828560
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相關分類:
量子計算
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商品描述
- Translate complex quantum operations into intuitive diagrammatic forms and simplify them through step-by-step transformations Integrate ZX-Calculus concepts into modern quantum computing workflows and frameworks Master the fundamentals of ZX-Calculus and apply ZX-based methods for large-scale circuit optimization Discover how ZX-Calculus can be used in fermionic tensor networks, quantum error correction, and quantum machine learning
商品描述(中文翻譯)
ZX-演算已成為表示和優化量子電路的最強大框架之一,架起了抽象理論與實際應用之間的橋樑。本書提供了完整且以編碼為驅動的ZX-演算入門,指導讀者從量子電路的數學和物理基礎開始,逐步深入到圖示推理和電路優化的高級技術。從量子位(qubits)、閘(gates)和糾纏(entanglement)開始,您將逐漸了解ZX-演算的原則、蜘蛛規則(spider rules)以及構成這種視覺化且嚴謹語言基礎的圖示等價性。
在此基礎上,本書採取實作導向的方法,將ZX-演算應用於現代量子開發環境。您將探索開源工具,如PyZX、Quantomatic和ZX-Optimizer;學習如何將量子電路轉換為圖示並再轉回;並執行實際的電路優化,以降低NISQ設備的資源成本。高級章節將這些概念擴展到相位小工具(phase gadgets)、Clifford層級(hierarchies)和基於測量的計算,而最後一部分則深入探討從ZX節點進行電路製作,將理論直接連結到實作。
無論您是學生、研究人員還是專業開發者,本書都將為您提供理論洞察、編碼技能和實用工具,以利用ZX-演算的力量設計、優化和部署高效的量子電路。
您將學到的內容:
- 將複雜的量子操作轉換為直觀的圖示形式,並通過逐步轉換簡化它們
- 將ZX-演算概念整合到現代量子計算工作流程和框架中
- 掌握ZX-演算的基本原理,並應用基於ZX的方法進行大規模電路優化
- 發現ZX-演算如何應用於費米子張量網絡、量子錯誤更正和量子機器學習
本書適合對象:
量子計算領域的研究人員、開發者和研究生。
作者簡介
He holds multiple patents and copyrights for his innovations, including the development of a unique backend kernel for Android devices that temporarily emulates quantum computations in cached memory, enabling complex quantum circuit simulations with reduced noise-related errors. In addition, he has developed software applications deployed on the Google Play Store. His current work is focused on bridging Python-based quantum computing frameworks, which often rely on specialized kernels and computational techniques, with hardware and software environments primarily built on Java and C++. Through this work, he aims to contribute to making quantum technologies more accessible and easier to integrate with existing classical platforms.
作者簡介(中文翻譯)
Subhojit Halder 是一位來自印度的工程畢業生,擁有電子與電信工程的學士學位。他是量子技術領域的出版作者和研究者,擁有多篇研究文章和書籍。他的工作領域包括使用量子計算進行天文模擬、超導量子位設計,以及將量子技術與現有的經典系統整合。他也是一本關於使用 Qiskit Metal 進行超導量子位設計的書籍的作者,反映了他對實用量子硬體設計及相關計算方法的興趣。
他擁有多項專利和著作權,涵蓋了他的創新,包括為 Android 設備開發一個獨特的後端核心,該核心能夠在快取記憶體中暫時模擬量子計算,從而實現複雜量子電路模擬並減少與噪音相關的錯誤。此外,他還開發了在 Google Play 商店上部署的軟體應用程式。他目前的工作重點是將基於 Python 的量子計算框架(這些框架通常依賴於專門的核心和計算技術)與主要基於 Java 和 C++ 的硬體和軟體環境進行橋接。通過這項工作,他旨在促進量子技術的可及性,並使其更容易與現有的經典平台整合。