論文の概要: On the realistic worst case analysis of quantum arithmetic circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.04764v1
• Date: Tue, 12 Jan 2021 21:36:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-17 00:24:28.649554
• Title: On the realistic worst case analysis of quantum arithmetic circuits
• Title（参考訳）: 量子演算回路の現実的最悪のケース解析について
• Authors: Alexandru Paler, Oumarou Oumarou, Robert Basmadjian
• Abstract要約: 量子回路の設計における直観は誤解を招く可能性があることを示す。 また,T数を減らすことで,全深度を増大させることができることを示した。 リップルキャリーを用いた加算回路と乗算回路について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 69.43216268165402
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We provide evidence that commonly held intuitions when designing quantum circuits can be misleading. In particular we show that: a) reducing the T-count can increase the total depth; b) it may be beneficial to trade CNOTs for measurements in NISQ circuits; c) measurement-based uncomputation of relative phase Toffoli ancillae can make up to 30\% of a circuit's depth; d) area and volume cost metrics can misreport the resource analysis. Our findings assume that qubits are and will remain a very scarce resource. The results are applicable for both NISQ and QECC protected circuits. Our method uses multiple ways of decomposing Toffoli gates into Clifford+T gates. We illustrate our method on addition and multiplication circuits using ripple-carry. As a byproduct result we show systematically that for a practically significant range of circuit widths, ripple-carry addition circuits are more resource efficient than the carry-lookahead addition ones. The methods and circuits were implemented in the open-source QUANTIFY software.
• Abstract（参考訳）: 量子回路の設計における直観は誤解を招く可能性があることを示す。 特に私たちはこう示しています a) t数の減少は,総深度を増加させることができる。 b) NISQ回路における測定のためにCNOTを交換することは有益かもしれない。 c) 相対位相トフォリアンシラの計測に基づく非計算は,回路の深さの最大30%を占めることができる。 d) 面積及び容積コストの指標は、資源分析を誤報することができる。 私たちの発見は、qubitsは極めて希少なリソースであり続けると仮定している。 結果は、NISQとQECC保護回路の両方に適用できる。 提案手法はトフォリゲートをクリフォード+Tゲートに分解する複数の方法を用いる。 リップルキャリーを用いた加算回路と乗算回路について述べる。 副産物として,実用的に重要な回路幅に対して,リプルキャリー付加回路はキャリーキャリー付加回路よりも資源効率が高いことを示す。 これらの手法と回路はオープンソース QUANTIFY ソフトウェアで実装された。

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