論文の概要: A Generalized Space-Efficient Algorithm for Quantum Bit String Comparators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.06573v1
• Date: Sat, 11 Nov 2023 14:01:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-14 17:58:14.889653
• Title: A Generalized Space-Efficient Algorithm for Quantum Bit String Comparators
• Title（参考訳）: 量子ビット列比較器のための一般化空間効率アルゴリズム
• Authors: Khuram Shahzad and Omar Usman Khan
• Abstract要約: 本稿では,2ビットのアシラリービットを用いた2つの$n$-qubit論理状態の比較設計を提案する。 この研究により、量子アルゴリズムの設計において十分な柔軟性が得られ、量子アルゴリズムの開発を加速することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Bit String Comparators (QBSC) operate on two sequences of n-qubits, enabling the determination of their relationships, such as equality, greater than, or less than. This is analogous to the way conditional statements are used in programming languages. Consequently, QBSCs play a crucial role in various algorithms that can be executed or adapted for quantum computers. The development of efficient and generalized comparators for any $n$-qubit length has long posed a challenge, as they have a high-cost footprint and lead to quantum delays. Comparators that are efficient are associated with inputs of fixed length. As a result, comparators without a generalized circuit cannot be employed at a higher level, though they are well-suited for problems with limited size requirements. In this paper, we introduce a generalized design for the comparison of two $n$-qubit logic states using just two ancillary bits. The design is examined on the basis of qubit requirements, ancillary bit usage, quantum cost, quantum delay, gate operations, and circuit complexity, and is tested comprehensively on various input lengths. The work allows for sufficient flexibility in the design of quantum algorithms, which can accelerate quantum algorithm development.
• Abstract（参考訳）: 量子ビット文字列比較器(QBSC)は、nビットの2つのシーケンスで動作し、その関係を等しく、より大きく、より小さくすることができる。 これは条件文がプログラミング言語で使われる方法に似ている。 その結果、QBSCは量子コンピュータで実行または適応できる様々なアルゴリズムにおいて重要な役割を果たす。 n$-qubitの長さで効率的で一般化された比較器の開発は、コストのかかるフットプリントと量子遅延をもたらすため、長い間課題とされてきた。 効率的な比較器は固定長の入力に関連付けられる。 その結果、一般化回路を持たないコンパレータはより高レベルには適用できないが、サイズが制限された問題には適している。 本稿では,2つのアンシラリービットのみを用いた2つのn$-qubit論理状態の比較のための一般化設計を提案する。 設計は、量子ビット要求、補助ビット使用量、量子コスト、量子遅延、ゲート操作、回路の複雑さに基づいて検討され、様々な入力長で総合的にテストされる。 この研究は量子アルゴリズムの設計における十分な柔軟性を可能にし、量子アルゴリズムの開発を加速することができる。

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