Araştırma Makalesi

Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem

Cilt: 35 Sayı: 2 1 Eylül 2023
PDF İndir
EN TR

Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem

Öz

Tersinir kuantum devreleri farklı türde ve sayıdaki kuantum kapıları kullanılarak oluşturulmaktadır. Kuantum devreleri oluşturulurken kullanılacak kapı sayısının optimize edilmesi maliyeti ve karmaşıklığı azaltmaktadır. Tersinir kuantum devrelerinde durum tablolarının elde edilmesi ve optimizasyonu için giriş sayısı, çıkış sayısı ve kapı sayılarının bilinmesi önemlidir. Ayrıca bu parametreler kuantum devrelerinde oluşabilecek arızaların tespit edilmesinde de kullanılmaktadır. Literatürde kuantum devreleri için giriş, çıkış ve kapı sayılarının tespitinde eksiklik vardır. Ayrıca, literatürde yapılan uygulamaların test edilebilmesi için sınırlı sayıdaki standart kuantum devreleri kullanılmaktadır. Bu kapsamda kullanılabilecek veri setlerinin çok az olduğu tespit edilmiştir. Literatürdeki bu eksikliklerin giderilmesi çalışmamızın amacını, önerilen yöntem ise çalışmamızın özgünlüğünü oluşturmaktadır. Bu çalışmada Yolo (You Only Look Once) tabanlı yöntemler kullanılarak kapı sayısı ve giriş sayısı tespit edilmiştir. “MATLAB” ve “RCViewer+” programları kullanılarak CNOT, Feynman ve Toffoli kapılarından oluşan büyük bir veri seti oluşturulmuştur. Bu çalışmada, 1-8 kapı sayısına ve 3-7 giriş sayısına sahip toplamda 5000 adet kuantum devre oluşturulmuştur. Elde edilen veri setleri üzerinde kapılar ve girişler etiketlenmiştir. Etiketlenen veri setleri üzerinde 80:20 eğitim ve test oranı ile YoloV4, YoloV7 ve YoloV7x yöntemleri uygulanmıştır. YoloV4, YoloV7 ve YoloV7x yöntemleri için sırasıyla %87.1, %89.7 ve %89.3 mAP hesaplanmıştır. Önerilen yöntem 2800 iterasyon çalıştırılmış ve en iyi sonuç YoloV7 algoritması ile elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

121E439

Teşekkür

Bu çalışma TUBİTAK tarafından desteklenmiştir. Proje No: 121E439.

Kaynakça

  1. Zeilinger A. Experiment and the foundations of quantum physics. Rev Mod Phys 1999;71.
  2. Yetis H, Karakose M. Optimization of Mass Customization Process using. IEEE International Symposium on Systems Engineering (ISSE), 2020.
  3. Kubodera M, Awai H. Automatic Quantum Circuit Generator by Genetic Programming and Three-qubit Superdense Coding to Transmit Three Classical Bit Codes n.d.
  4. Khalfaoui K, Boudjedaa T, Kerkouche EH. Automatic design of quantum circuits: Generation of quantum teleportation protocols. Quantum Inf Process 2021;20:283. https://doi.org/10.1007/s11128-021-03208-8.
  5. Yetiş H, Karaköse M. A New Framework Containing Convolution and Pooling Circuits for Image Processing and Deep Learning Applications with Quantum Computing Implementation. TS 2022;39:501–12. https://doi.org/10.18280/ts.390212.
  6. Yuan S, Venegas-Andraca SE, Wang Y, Luo Y, Mao X. Quantum Image Edge Detection Algorithm. Int J Theor Phys 2019;58:2823–33. https://doi.org/10.1007/s10773-019-04166-9.
  7. Nagamani AN, Prasad HV, Hathwar RS, Agrawal VK. Design of optimized reversible multiplier for high speed DSP application. 2015 10th International Conference on Information, Communications and Signal Processing (ICICS), Singapore: IEEE; 2015, p. 1–5. https://doi.org/10.1109/ICICS.2015.7459869.
  8. Steane A. Quantum Computing. Rep Prog Phys 1998;61:117–73. https://doi.org/10.1088/0034-4885/61/2/002.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

1 Eylül 2023

Gönderilme Tarihi

22 Mart 2023

Kabul Tarihi

12 Haziran 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2023 Cilt: 35 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Yılmaz, R., Yaman, O., & Karaköse, M. (2023). Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 35(2), 527-540. https://doi.org/10.35234/fumbd.1269274
AMA
1.Yılmaz R, Yaman O, Karaköse M. Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;35(2):527-540. doi:10.35234/fumbd.1269274
Chicago
Yılmaz, Reyhan, Orhan Yaman, ve Mehmet Karaköse. 2023. “Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 35 (2): 527-40. https://doi.org/10.35234/fumbd.1269274.
EndNote
Yılmaz R, Yaman O, Karaköse M (01 Eylül 2023) Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 35 2 527–540.
IEEE
[1]R. Yılmaz, O. Yaman, ve M. Karaköse, “Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 35, sy 2, ss. 527–540, Eyl. 2023, doi: 10.35234/fumbd.1269274.
ISNAD
Yılmaz, Reyhan - Yaman, Orhan - Karaköse, Mehmet. “Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 35/2 (01 Eylül 2023): 527-540. https://doi.org/10.35234/fumbd.1269274.
JAMA
1.Yılmaz R, Yaman O, Karaköse M. Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2023;35:527–540.
MLA
Yılmaz, Reyhan, vd. “Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 35, sy 2, Eylül 2023, ss. 527-40, doi:10.35234/fumbd.1269274.
Vancouver
1.Reyhan Yılmaz, Orhan Yaman, Mehmet Karaköse. Kuantum Devrelerinde Kapı ve Giriş Tespiti için YOLO Tabanlı Bir Yöntem. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 01 Eylül 2023;35(2):527-40. doi:10.35234/fumbd.1269274