Static Analysis of Resources in QASM: Estimation of the Number of Qubits

I computer quantistici attualmente esistenti sono pochi e hanno risorse limitate poichè l'implementazione fisica dei qubit è molto costosa, dunque la rivoluzione tecnologica che ci si aspetta è percepibile solo dagli addetti ai lavori. Un obiettivo importante della ricerca è, quindi, quello di studiare modi per limitare lo spreco di qubit nella progettazione degli algoritmi quantistici, e la presente tesi si propone di mostrare uno strumento di analisi statica del linguaggio OpenQASM per la stima del numero di qubit effettivamente utilizzati dai programmi. Per fare tale stima viene effettuata un'esecuzione simbolica delle funzioni dichiarate nel programma. Innanzitutto si associa un simbolo ad ogni argomento in input come parametro attuale, poi si simulano le istruzioni tenendo traccia di quali qubit sono potenzialmente entangled e quali vengono misurati. Alla fine dell'esecuzione si tiene conto solo dei qubit che erano entangled a dei qubit su cui è avvenuta una misurazione, o che sono stati essi stessi misurati. Inoltre, quando si incontrano delle regioni di codice coperte da una condizione, si invoca l'SMT solver, che determina se la condizione è soddisfacibile o no, e a seconda della risposta si procede o meno con la simulazione di quello specifico frammento di codice.