論文の概要: Generalized Toffoli gate decomposition using ququints: Towards realizing
Grover's algorithm with qudits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12505v1
- Date: Fri, 23 Dec 2022 18:05:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 05:18:16.567868
- Title: Generalized Toffoli gate decomposition using ququints: Towards realizing
Grover's algorithm with qudits
- Title（参考訳）: ququintsを用いた一般化トッフォリゲート分解:quditsを用いたgroverのアルゴリズムの実現に向けて
- Authors: Anastasiia S. Nikolaeva, Evgeniy O. Kiktenko, Aleksey K. Fedorov
- Abstract要約: 一般化されたトフォリゲートを5レベル量子系上に効率よく分解する。
この結果は、様々な物理プラットフォームに基づく量子プロセッサに適用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4732811715354455
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Qubits, which are quantum counterparts of classical bits, are used as basic
information units for quantum information processing, whereas underlying
physical information carriers, e.g. (artificial) atoms or ions, admit encoding
of more complex multilevel states -- qudits. Recently, significant attention is
paid to the idea of using qudit encoding as a way for further scaling quantum
processors. In this work, we present an efficient decomposition of the
generalized Toffoli gate on the five-level quantum systems, so-called ququints,
that uses ququints' space as the space of two qubits with a joint ancillary
state. The basic two-qubit operation that we use is a version of
controlled-phase gate. The proposed $N$-qubit Toffoli gate decomposition has
$O(N)$ asymptotic depth using no ancillary qubits. We then apply our results
for Grover's algorithm, where we indicate on the sizable advantage of the using
qudit-based approach with the proposed decomposition. We expect that our
results are applicable for quantum processors based on various physical
platforms.
- Abstract（参考訳）: 古典ビットの量子対する量子ビットは量子情報処理の基本的な情報単位として使用されるが、基礎となる物理情報担体(例えば原子やイオン)はより複雑なマルチレベル状態の符号化を認めている。
近年,量子プロセッサのさらなるスケーリング方法としてquditエンコーディングを用いるという考えに注目が集まっている。
本研究では,5段階量子系上の一般化された toffoli ゲート,いわゆる ququints の効率的な分解法を提案する。
基本2ビット演算は制御相ゲートのバージョンである。
提案された$N$-qubit Toffoli ゲート分解は、補助量子ビットを使わずに$O(N)$漸近深さを持つ。
次に、Grover のアルゴリズムに結果を適用し、提案した分解によるqudit ベースのアプローチのかなりの利点を示す。
この結果は、様々な物理プラットフォームに基づく量子プロセッサに適用できると期待している。
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