論文の概要: Reducing Depth and Measurement Weights in Pauli-based Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.04007v1
• Date: Wed, 7 Aug 2024 18:00:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-09 17:29:51.467108
• Title: Reducing Depth and Measurement Weights in Pauli-based Computation
• Title（参考訳）: パウリ計算における深さと測定重量の低減
• Authors: Filipa C. R. Peres, Ernesto F. Galvão,
• Abstract要約: パウリベースの計算(英: Pauli-based calculation, PBC)は、マジック状態量子ビット上の独立かつ互換のパウリ測度の適応シーケンスによって導かれる、普遍的な測定に基づく量子計算モデルである。 本稿では,パウリ測度とそれに関連するテクスクリットの複雑さを減少させる新しい方法を提案する。 また、このモデルの計算深度を下げる方法についても示す。
• 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: Pauli-based computation (PBC) is a universal measurement-based quantum computation model steered by an adaptive sequence of independent and compatible Pauli measurements on separable magic-state qubits. Here, we propose several new ways of decreasing the weight of the Pauli measurements and their associated \textsc{cnot} complexity; we also demonstrate how to reduce this model's computational depth. Inspired by known state-transfer methods, we introduce incPBC, a universal model for quantum computation requiring a larger number of (now incompatible) Pauli measurements of weight at most 2. For usual PBC, we prove new upper bounds on the required weights and computational depth, obtained via a pre-compilation step. We also propose a heuristic algorithm that can contribute reductions of over 30\% to the average weight of Pauli measurements (and associated \textsc{cnot} count) when simulating and compiling Clifford-dominated random quantum circuits with up to 22 $T$ gates and over 20\% for instances with larger $T$ counts.
• Abstract（参考訳）: パウリベースの計算(英: Pauli-based calculation, PBC)は、分離可能なマジック状態量子ビット上の独立かつ互換のパウリ測度の適応シーケンスによって導かれる、普遍的な測度に基づく量子計算モデルである。 本稿では,パウリ測定の重み付けとそれに関連する \textsc{cnot} 複雑性を減少させる新しい方法を提案する。 既知の状態移動法にインスパイアされたIncPBCは、量子計算の普遍的なモデルであり、最大2.5%の重量のより多くの(現在互換性のない)パウリ測度を必要とする。 通常のPBCでは, 必要な重みと計算深度に対して, プレコンパイルステップを用いて新たな上限を求める。 また、最大22ドルのゲートを持つクリフォード支配のランダム量子回路をシミュレーションし、コンパイルする際に、パウリ測度(およびそれに関連する \textsc{cnot} count)の平均重量に30 %以上の減少を寄与できるヒューリスティックアルゴリズムを提案する。

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