論文の概要: Optimal Hadamard gate count for Clifford$+T$ synthesis of Pauli
rotations sequences
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.07040v1
- Date: Tue, 14 Feb 2023 13:44:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-15 15:27:25.024110
- Title: Optimal Hadamard gate count for Clifford$+T$ synthesis of Pauli
rotations sequences
- Title(参考訳): パウリ回転配列のクリフォード$+t$合成における最適アダマールゲート数
- Authors: Vivien Vandaele, Simon Martiel, Simon Perdrix, Christophe Vuillot
- Abstract要約: クリフォード$+T$ゲート集合は、一般に普遍量子計算を行うために用いられる。
フォールトトレラント量子コンピューティングの実現可能性を改善するためには、$T$ゲートの数を最小化することが不可欠である。
本稿では,第1と第2のT$ゲートの間に位置するアダマールゲート数を最適に最小化するアルゴリズムを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.086885687016963
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Clifford$+T$ gate set is commonly used to perform universal quantum
computation. In such setup the $T$ gate is typically much more expensive to
implement in a fault-tolerant way than Clifford gates. To improve the
feasibility of fault-tolerant quantum computing it is then crucial to minimize
the number of $T$ gates. Many algorithms, yielding effective results, have been
designed to address this problem. It has been demonstrated that performing a
pre-processing step consisting of reducing the number of Hadamard gates in the
circuit can help to exploit the full potential of these algorithms and thereby
lead to a substantial $T$-count reduction. Moreover, minimizing the number of
Hadamard gates also restrains the number of additional qubits and operations
resulting from the gadgetization of Hadamard gates, a procedure used by some
compilers to further reduce the number of $T$ gates. In this work we tackle the
Hadamard gate reduction problem, and propose an algorithm for synthesizing a
sequence of Pauli rotations with a minimal number of Hadamard gates. Based on
this result, we present an algorithm which optimally minimizes the number of
Hadamard gates lying between the first and the last $T$ gate of the circuit.
- Abstract(参考訳): クリフォード$+T$ゲート集合は一般に普遍量子計算を行うために用いられる。
このような設定では、$t$ゲートは通常、cliffordゲートよりもフォールトトレラントな方法で実装する方がずっと高価である。
フォールトトレラント量子コンピューティングの実現可能性を改善するために、$T$ゲートの数を最小化することが不可欠である。
多くのアルゴリズムがこの問題を解決するために設計されている。
回路内のアダマールゲートの数を減らして前処理を行うと、これらのアルゴリズムの潜在能力を最大限に活用でき、結果として相当な$T$カウントの削減につながることが示されている。
さらに、アダマールゲートの数を最小化することで、アダマールゲートのガジェット化による追加のキュービット数や演算も抑制される。
本研究では,アダマールゲート低減問題に取り組み,最小数のアダマールゲートを持つパウリ回転列を合成するアルゴリズムを提案する。
この結果に基づき、回路の第1と最後の$t$ゲートの間にあるアダマールゲートの数を最適に最小化するアルゴリズムを提案する。
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