面向在职量子计算机科学家的ZX演算
量子物理
2020-12-29 v1
摘要
ZX演算是一种用于推理量子计算的图像化语言，近年来在量子电路优化、表面码与晶格手术、基于测量的量子计算以及量子基础等多个领域中的使用日益增多。本综述的前半部分对ZX演算做了温和的介绍，适合熟悉量子计算基础的读者。其目的在于使读者能足够自如地使用ZX演算，从而在日常工作中对量子电路与量子态进行小规模计算。后半部分对ZX演算相关文献做了精简概览。我们讨论了Clifford计算并以图像化方式证明了Gottesman-Knill定理，讨论了最近引入的ZX演算扩展以方便对Toffoli门进行推理，并讨论了ZX演算近期的完备性定理，这些定理表明原则上所有关于量子计算的推理均可借助ZX图完成。此外，我们讨论了ZX演算的范畴与代数起源，并讨论了该语言的数种扩展，其可表示混合态、测量、经典控制以及高维qudit。
引用
@article{arxiv.2012.13966,
title = {ZX-calculus for the working quantum computer scientist},
author = {John van de Wetering},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.13966},
year = {2020}
}
备注
About 75 pages of text + 8 pages of appendices