論文の概要: An Improved QFT-Based Quantum Comparator and Extended Modular Arithmetic Using One Ancilla Qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.09106v1
• Date: Tue, 16 May 2023 02:09:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-17 16:31:51.783741
• Title: An Improved QFT-Based Quantum Comparator and Extended Modular Arithmetic Using One Ancilla Qubit
• Title（参考訳）: 改良されたqftベースの量子コンパレータと1アンシラ量子ビットを用いた拡張モジュラー演算
• Authors: Yewei Yuan, Chao Wang, Bei Wang, Zhao-Yun Chen, Meng-Han Dou, Yu-Chun Wu, and Guo-Ping Guo
• Abstract要約: 量子フーリエ変換(QFT)に基づく量子古典コンパレータを提案する。 提案された演算子は1つのアンシラ量子ビットしか必要とせず、これは量子ビット資源に最適である。 提案したアルゴリズムは計算資源を減らし,NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)コンピュータに価値を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.314578336989336
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum comparators and modular arithmetic are fundamental in many quantum algorithms. Current research mainly focuses on operations between two quantum states. However, various applications, such as integer factorization, optimization, option pricing, and risk analysis, commonly require one of the inputs to be classical. It requires many ancillary qubits, especially when subsequent computations are involved. In this paper, we propose a quantum-classical comparator based on the quantum Fourier transform (QFT). Then we extend it to compare two quantum integers and modular arithmetic. Proposed operators only require one ancilla qubit, which is optimal for qubit resources. We analyze limitations in the current modular addition circuit and develop it to process arbitrary quantum states in the entire $n$-qubit space. The proposed algorithms reduce computing resources and make them valuable for Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) computers.
• Abstract（参考訳）: 多くの量子アルゴリズムでは、量子コンパレータとモジュラー演算が基本である。 現在の研究は主に2つの量子状態間の操作に焦点を当てている。 しかし、整数分解、最適化、オプションの価格設定、リスク分析といった様々な応用は、一般に古典的な入力の1つを必要とする。 多くの補助量子ビット、特にその後の計算が関与する場合に必要となる。 本稿では,量子フーリエ変換(qft)に基づく量子古典比較器を提案する。 次に、2つの量子整数とモジュラー算術を比較するように拡張する。 提案された演算子は、1つのancilla qubitのみを必要とし、これはqubitリソースに最適である。 我々は、現在のモジュラ加算回路の制限を分析し、それをn$-qubit空間全体の任意の量子状態を処理するために開発する。 提案したアルゴリズムは、計算資源を削減し、ノイズ中間スケール量子(NISQ)コンピュータに価値を与える。

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