論文の概要: Minimal entanglement for injecting diagonal gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.18900v1
• Date: Wed, 27 Mar 2024 18:00:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-29 20:13:44.252916
• Title: Minimal entanglement for injecting diagonal gates
• Title（参考訳）: 対角ゲート注入のための最小エンタングルメント
• Authors: Vadym Kliuchnikov, Eddie Schoute,
• Abstract要約: 計算空間とマジックステートファクトリの接続性は,非クリフォード演算を実装可能な速度において,基本的なボトルネックとなることを示す。 計算空間に$D$を実装するために$nu(|Drangle)$ ebitsのみを使用する局所安定化回路を構築する。
• 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: Non-Clifford gates are frequently exclusively implemented on fault-tolerant architectures by first distilling magic states in specialised magic-state factories. In the rest of the architecture, the computational space, magic states can then be consumed by a stabilizer circuit to implement non-Clifford operations. We show that the connectivity between the computational space and magic state factories forms a fundamental bottleneck on the rate at which non-Clifford operations can be implemented. We show that the nullity of the magic state, $\nu(|D\rangle)$ for diagonal gate $D$, characterizes the non-local resources required to implement $D$ in the computational space. As part of our proof, we construct local stabilizer circuits that use only $\nu(|D\rangle)$ ebits to implement $D$ in the computational space that may be useful to reduce the non-local resources required to inject non-Clifford gates. Another consequence is that the edge-disjoint path compilation algorithm [arXiv:2110.11493] produces minimum-depth circuits for implementing single-qubit diagonal gates.
• Abstract（参考訳）: 非クリフォードゲートは、特殊化マジックステート工場で最初にマジックステートを蒸留することによって、耐故障性アーキテクチャにのみ実装されることが多い。 残りのアーキテクチャでは、計算空間であるマジック状態は安定化回路によって消費され、非クリフォード演算を実装している。 計算空間とマジックステートファクトリの接続性は,非クリフォード演算を実装可能な速度において,基本的なボトルネックとなることを示す。 対角ゲート$D$に対するマジック状態のnull性$\nu(|D\rangle)$は、計算空間で$D$を実装するのに必要な非ローカルリソースを特徴付ける。 証明の一部として、我々は$\nu(|D\rangle)$ ebitsしか使わない局所安定化回路を構築し、計算空間で$D$を実装し、非クリフォードゲートを注入するために必要な非局所リソースを減らすのに役立つかもしれない。 もう一つの結果は、エッジ不整合経路コンパイルアルゴリズム [arXiv:2110.11493] が単一量子対角ゲートを実装するための最小深度回路を生成することである。

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