論文の概要: Quantum Circuit Optimization of Arithmetic circuits using ZX Calculus

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.02264v1
• Date: Sun, 4 Jun 2023 05:05:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-06 18:55:07.198932
• Title: Quantum Circuit Optimization of Arithmetic circuits using ZX Calculus
• Title（参考訳）: ZX計算による算術回路の量子回路最適化
• Authors: Aravind Joshi, Akshara Kairali, Renju Raju, Adithya Athreya, Reena Monica P, Sanjay Vishwakarma and Srinjoy Ganguly
• Abstract要約: 本稿では,ZX計算に基づくハードウェア資源とキュービット数を削減し,量子演算アルゴリズムを最適化する手法を提案する。 我々は、耐故障性を実現するために要求された元の数と比較して、アシラビットやTゲートの数を大幅に削減することができる。
• 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: Quantum computing is an emerging technology in which quantum mechanical properties are suitably utilized to perform certain compute-intensive operations faster than classical computers. Quantum algorithms are designed as a combination of quantum circuits that each require a large number of quantum gates, which is a challenge considering the limited number of qubit resources available in quantum computing systems. Our work proposes a technique to optimize quantum arithmetic algorithms by reducing the hardware resources and the number of qubits based on ZX calculus. We have utilised ZX calculus rewrite rules for the optimization of fault-tolerant quantum multiplier circuits where we are able to achieve a significant reduction in the number of ancilla bits and T-gates as compared to the originally required numbers to achieve fault-tolerance. Our work is the first step in the series of arithmetic circuit optimization using graphical rewrite tools and it paves the way for advancing the optimization of various complex quantum circuits and establishing the potential for new applications of the same.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、量子力学特性を利用して計算集約的な演算を古典コンピュータよりも高速に行う新興技術である。 量子アルゴリズムは、量子ゲートを必要とする量子回路の組み合わせとして設計されており、量子コンピューティングシステムで利用可能な量子ビットリソースの数が限られているため、これは課題である。 本研究は,ZX計算に基づくハードウェア資源と量子ビット数を削減し,量子演算アルゴリズムを最適化する手法を提案する。 フォールトトレランスを達成するために本来必要であった数に比べて、アシラビットやtゲートの数を大幅に削減できるフォールトトレラント量子乗算回路の最適化のために、zx計算の書き換え規則を利用した。 我々の研究は、グラフィカル書き換えツールを用いた算術回路最適化の第一歩であり、複雑な量子回路の最適化を前進させ、その新しい応用の可能性を確立するための道を開くものである。

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