論文の概要: Elementary Quantum Arithmetic Logic Units for Near-Term Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.06561v1
• Date: Tue, 13 Aug 2024 01:49:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-14 18:56:02.672822
• Title: Elementary Quantum Arithmetic Logic Units for Near-Term Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータのための初等量子算術論理ユニット
• Authors: Junxu Li,
• Abstract要約: 本研究では,2次元配列に量子ビットを配置した近距離量子コンピュータに対して,実現可能な量子演算論理ユニット(QALU)を提案する。 本稿では、符号付き整数の補表現を計算するために、実現可能な量子演算を導入する。 本研究は,量子コンピュータにおけるQALUの実装を実証し,スケーラブルで資源効率のよい量子演算への展開を示す。
• 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: Quantum arithmetic logic units (QALUs) constitute a fundamental component of quantum computing. However, the implementation of QALUs on near-term quantum computers remains a substantial challenge, largely due to the limited connectivity of qubits. In this paper, we propose feasible QALUs, including quantum binary adders, subtractors, multipliers, and dividers, which are designed for near-term quantum computers with qubits arranged in two-dimensional arrays. Additionally, we introduce a feasible quantum arithmetic operation to compute the two's complement representation of signed integers. The proposed QALUs utilize only Pauli-X gates, CNOT gates, and $C\sqrt{X}$ (CSX) gates, and all two-qubit gates are operated between nearest neighbor qubits. Our work demonstrates a viable implementation of QALUs on near-term quantum computers, advancing towards scalable and resource-efficient quantum arithmetic operations.
• Abstract（参考訳）: 量子算術論理ユニット(QALU)は、量子コンピューティングの基本的な構成要素である。 しかし、量子コンピュータにおけるQALUの実装は、主に量子ビットの接続が限られているため、依然として大きな課題である。 本稿では,量子二乗加算器,減算器,乗算器,除算器などの実現可能なQALUを提案する。 さらに、符号付き整数の補表現を計算するために、実現可能な量子演算を導入する。 提案したQALUは、パウリXゲート、CNOTゲート、および$C\sqrt{X}$ (CSX)ゲートのみを使用し、近隣のキュービット間で全ての2ビットゲートが動作している。 本研究は,量子コンピュータにおけるQALUの実装を実証し,スケーラブルで資源効率のよい量子演算への展開を示す。

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