論文の概要: Optimal synthesis of the Fredkin gate in a multilevel system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.03134v1
- Date: Tue, 7 Apr 2020 05:36:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-26 04:19:10.400562
- Title: Optimal synthesis of the Fredkin gate in a multilevel system
- Title(参考訳): 多値系におけるフレドキンゲートの最適合成
- Authors: Wen-Qiang Liu and Hai-Rui Wei
- Abstract要約: 3キュービットのフレドキンゲートの最適コストは5つの2キュービットのエンタングゲートであり、オーバーヘッドはコントロールノーゲート(CNOT)に制限された場合に8に上昇する。
我々は3ビットのフレドキンゲートのコストを8個のCNOTから隣の5個のCNOTに削減する。
非決定論的3ビットフレドキンゲートのコストはさらに4つの近接CNOTに削減され、そのようなゲートの成功は単光子検出器によって決定される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The optimal cost of a three-qubit Fredkin gate is 5 two-qubit entangling
gates, and the overhead climbs to 8 when restricted to controlled-not (CNOT)
gates. By harnessing higher-dimensional Hilbert spaces, we reduce the cost of a
three-qubit Fredkin gate from 8 CNOTs to 5 nearest-neighbor CNOTs. We also
present construction of an n-control-qubit Fredkin gate with 2n+3 CNOTs and 2n
single-qudit operations. Finally, we design deterministic and nondeterministic
three-qubit Fredkin gates in photonic architectures. The cost of a
nondeterministic three-qubit Fredkin gate is further reduced to 4
nearest-neighbor CNOTs, and the success of such a gate is heralded by a
single-photon detector. Our insights bridge the gap between the theoretical
lower bound and the current best result for the n-qubit quantum computation.
- Abstract(参考訳): 3キュービットのフレドキンゲートの最適コストは5つの2キュービットのエンタングゲートであり、オーバーヘッドはコントロールノーゲート(CNOT)に制限された場合に8に上昇する。
高次元ヒルベルト空間を利用することで、3量子フレドキンゲートのコストを8個の CNOT から5個の隣り合う CNOT に削減する。
また、2n+3 cnotと2n single-qudit演算を備えたn-control-qubit fredkinゲートの構築も行った。
最後に、フォトニックアーキテクチャにおける決定論的および非決定論的3ビットフレドキンゲートを設計する。
非決定論的3ビットフレドキンゲートのコストはさらに4つの近接CNOTに削減され、そのようなゲートの成功は単光子検出器によって決定される。
我々の洞察は、理論的な下界と現在のn量子ビット量子計算の最良の結果とのギャップを埋める。
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