Evolutionary Optimization of Quantum Circuits
Jan Kastner · Brno University of Technology Digital Library (Brno University of Technology) · 2026
Diplomová práce představuje metodu pro automatizovanou syntézu kvantových obvodů založenou na gramatické evoluci a vícekriteriální optimalizaci. Navržený způsob reprezentace jedince dovoluje jedinému genomu současně kódovat více instancí problému, což evolučnímu procesu usnadňuje zachycení sdílených strukturních vlastností kvantových obvodů. Navržený přístup byl vyhodnocen na referenčních úlohách zahrnujících Deutsche–Jozsův algoritmus, Groverův vyhledávací algoritmus, kvantovou Fourierovu transformaci a reverzibilní kvantové sčítačky, přičemž ve všech uvažovaných případech byly úspěšně syntetizovány plně funkční obvody. V případě kvantové Fourierovy transformace a Deutsche–Jozsova algoritmu metoda odhalila obecné principy konstrukce obvodů pro libovolný počet qubitů. U Groverova algoritmu s jediným označeným prvkem metoda identifikovala alternativní řešení vyžadující menší počet kvantových hradel než standardní implementace při zachování optimálního počtu volání orákula.