論文の概要: Phase gadget compilation for diagonal qutrit gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.13681v1
• Date: Thu, 28 Apr 2022 17:44:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 06:21:30.712448
• Title: Phase gadget compilation for diagonal qutrit gates
• Title（参考訳）: 対角四角形ゲートの位相ガジェットコンパイル
• Authors: John van de Wetering and Lia Yeh
• Abstract要約: フェーズガジェットは、ZXダイアグラムの推論に欠かせないツールであることが証明されている。 本稿では、元の(量子)ZX-計算に近づいた書き直しを可能にする、元のキュートリットZX-計算のフレキシブルな変種を示す。 我々は、量子ビットのグラフィカルフーリエ理論を拡張するために、新しい量子ビット固有のトリックを考案し、その結果、「加法」位相ガジェットと「乗法」位相乗算器の間の変換を行う。
• 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: Phase gadgets have proved to be an indispensable tool for reasoning about ZX-diagrams, being used in optimisation and simulation of quantum circuits and the theory of measurement-based quantum computation. In this paper we study phase gadgets for qutrits. We present the flexsymmetric variant of the original qutrit ZX-calculus, which allows for rewriting that is closer in spirit to the original (qubit) ZX-calculus. In this calculus phase gadgets look as you would expect, but there are non-trivial differences in their properties. We devise new qutrit-specific tricks to extend the graphical Fourier theory of qubits, resulting in a translation between the 'additive' phase gadgets and a 'multiplicative' counterpart we dub phase multipliers. This enables us to build different types of qutrit multiple-controlled phase gates. As an application of these results we find a construction for emulating arbitrary qubit diagonal unitaries, and specifically find an emulation for the qubit CCZ gate that only requires three single-qutrit non-Clifford gates to implement - provably lower than the four T gates needed using just qubit gates.
• Abstract（参考訳）: 位相ガジェットはzx-ダイアグラムの推論に欠かせない道具であり、量子回路の最適化とシミュレーションや測定に基づく量子計算の理論に使われている。 本稿では,qutritsのフェーズガジェットについて検討する。 本稿では、元の(量子)ZX-計算に近づいた書き直しを可能にする、元のキュートリットZX-計算の反射対称変種を示す。 この計算段階のガジェットは、期待通りに見えるが、その性質にはささいな違いがある。 我々は、量子ビットのグラフィカルフーリエ理論を拡張するために、新しいクトリット特有のトリックを考案し、結果として「付加的」位相ガジェットと「乗算的」相乗算器を翻訳する。 これにより、異なるタイプのクエット多重制御相ゲートを構築できる。 これらの結果の応用として、任意のクビット対角ユニタリをエミュレートするための構造を見つけ、特に、クビットゲートのみを用いて必要な4つのTゲートよりも確実に低い3つのクビット非クリフォードゲートを必要とするクビットCCZゲートのエミュレーションを見つける。

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