論文の概要: Quantum Computing with Hermitian Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12356v1
• Date: Mon, 19 Feb 2024 18:36:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-20 14:53:52.321788
• Title: Quantum Computing with Hermitian Gates
• Title（参考訳）: エルミートゲートを用いた量子コンピューティング
• Authors: Ben Zindorf and Sougato Bose
• Abstract要約: シングルキュービット作用素は2つのエルミートゲートとして実装可能であることを示す。 CNOTゲートとともに2つの固定軸のπ回転からなるゲート集合が量子計算に普遍的であることを示す。
• 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: Universal gate sets for quantum computation, when single and two qubit operations are accessible, include both Hermitian and non-Hermitian gates. Here we show that any single-qubit operator may be implemented as two Hermitian gates, and thus a purely Hermitian universal set is possible. An implementational convenience can be that non-identity single-qubit Hermitian gates are equivalent to pi rotations up to a global phase. We show that a gate set comprised of pi rotations about two fixed axes, along with the CNOT gate, is universal for quantum computation. Moreover, we show that two pi rotations can transform the axis of any multi-controlled unitary, a special case being a single CNOT sufficing for any controlled pi rotation. These gates simplify the process of circuit compilation in view of their Hermitian nature. Further, the insights are used to design an efficient circuit for a controlled-U(4) gate with any arbitrary operator on two target qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子計算のための普遍ゲート集合は、単一および2つのキュービット演算がアクセス可能であるとき、エルミートゲートと非エルミートゲートの両方を含む。 ここで、任意の単量子作用素は2つのエルミートゲートとして実装できるので、純粋なエルミート普遍集合が可能となる。 実装上の便利さは、非正則単量子エルミートゲートが大域位相までのπ回転に等しいことである。 CNOTゲートとともに2つの固定軸のπ回転からなるゲート集合が量子計算に普遍的であることを示す。 さらに、2つの pi 回転が任意の多元制御ユニタリの軸を変換できることを示し、特別な場合は任意の制御された pi 回転に対して 1 つの cnot sufficing であることを示した。 これらのゲートはエルミートの性質の観点から回路コンパイルのプロセスを単純化する。 さらに、2つのターゲット量子ビット上の任意の演算子を持つ制御U(4)ゲートの効率的な回路の設計にもこの知見が用いられる。

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