We show how to translate a subset of RISC-V machine code compiled from a subset of C to quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) models that can be solved by a quantum annealing machine: given a bound $n$, there is input $I$ to a program $P$ such that $P$ runs into a given program state $E$ executing no more than $n$ machine instructions if and only if the QUBO model of $P$ for $n$ evaluates to 0 on $I$. Thus, with more qubits on the machine than variables in the QUBO model, quantum annealing the model reaches 0 (ground) energy in constant time with high probability on some input $I$ that is part of the ground state if and only if $P$ runs into $E$ on $I$ in no more than $n$ instructions. Translation takes $\mathcal{O}(n^2)$ time turning a quantum annealer into a polynomial-time symbolic execution engine and bounded model checker, eliminating their path and state explosion problems. Here, we take advantage of the fact that any machine instruction may only increase the size of the program state by $\mathcal{O}(w)$ bits where $w$ is machine word size. Translation time comes down to $\mathcal{O}(n)$ if memory consumption of $P$ is bounded by a constant, establishing a linear (quadratic) upper bound on quantum space, in number of qubits, in terms of algorithmic time (space) in classical computing. This result motivates a temporal and spatial metric of quantum advantage. Our prototypical open-source toolchain translates machine code that runs on real RISC-V hardware to models that can be solved by real quantum annealing hardware, as shown in our experiments.


翻译:我们展示如何将从C子集中编集的RISC-V机器代码子集从C子集到量子反射优化(QUBO)模型中可以通过量子反射机器解决的二次调整的二进制优化(QUBO)模型中比变量多的方位数:考虑到一个受约束的美元,一个程序需要投入美元(P美元),因此,美元运行到一个特定的程序状态不超过美元(E$),只要QUBO模型($-n美元)的QUB 模型对美元进行以美元计价为零。因此,如果QUBO模型中比QUBO模型的变量多,那么模型的量子(QUBO)的量子(QQQQQB),在固定的输入时间值中, 某些输入的美元(I美元,只有美元美元以美元计算美元货币货币的美元, 才能将一个货币货币的量值转换成一个货币的量子体数。(nP2) 将一个硬度的量的量的量的量值转换成一个硬度执行引擎和捆绑定的模型检查器的量的量, 将一个货币的货币的量的量的量的量的量的值的值的值的值的量值的量值的值的值的值的值的值 运行到一个硬质值的值 。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
2018机器学习开源资源盘点
专知
6+阅读 · 2019年2月2日
【TED】生命中的每一年的智慧
英语演讲视频每日一推
9+阅读 · 2019年1月29日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Geodesic Quantum Walks
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月22日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年2月16日
VIP会员
相关资讯
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
2018机器学习开源资源盘点
专知
6+阅读 · 2019年2月2日
【TED】生命中的每一年的智慧
英语演讲视频每日一推
9+阅读 · 2019年1月29日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
carla 学习笔记
CreateAMind
9+阅读 · 2018年2月7日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员