論文の概要: Optimal Hadamard gate count for Clifford$+T$ synthesis of Pauli
rotations sequences
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.07040v3
- Date: Sat, 24 Feb 2024 13:43:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 01:01:04.396242
- 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: 本稿では,最小数のアダマールゲートを持つ$pi/4$ Pauli回転列を合成するアルゴリズムを提案する。
本稿では,第1と第2のT$ゲートの間に位置するアダマールゲート数を最適に最小化するアルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.423586186569902
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Clifford$+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 $\pi/4$ 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$\pi/4$ pauli 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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