論文の概要: Reducing T-Count in quantum string matching algorithm using relative-phase Fredkin gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.01283v1
• Date: Sat, 02 Nov 2024 15:27:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-05 14:38:34.053338
• Title: Reducing T-Count in quantum string matching algorithm using relative-phase Fredkin gate
• Title（参考訳）: 相対位相フレドキンゲートを用いた量子弦マッチングアルゴリズムにおけるT-Countの低減
• Authors: Byeongyong Park, Hansol Noh, Doyeol Ahn,
• Abstract要約: 本稿では,QSMアルゴリズムに必要なTカウンタ数(Tカウンタ)を顕著に削減する戦略として,相対位相Fredkinゲートを提案する。 提案手法は,Tゲートの深さやCNOTゲートの数など,他の回路コストの面で有利であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: The string-matching problem, ubiquitous in computer science, can significantly benefit from quantum algorithms due to their potential for greater efficiency compared to classical approaches. The practical implementation of the quantum string matching (QSM) algorithm requires fault-tolerant quantum computation due to the fragility of quantum information. A major obstacle in implementing fault-tolerant quantum computation is the high cost associated with executing T gates. This paper introduces the relative-phase Fredkin gate as a strategy to notably reduce the number of T gates (T-count) necessary for the QSM algorithm. This reduces the T-count from 14N^(3/2) log_2 N-O(N^(3/2)) to 8N^(3/2) log_2 N-O(N^(3/2)), where N represents the size of the database to be searched. Additionally, we demonstrate that our method is advantageous in terms of other circuit costs, such as the depth of T gates and the number of CNOT gates. This advancement contributes to the ongoing development of the QSM algorithm, paving the way for more efficient solutions in the field of computer science.
• Abstract（参考訳）: 文字列マッチング問題はコンピュータ科学においてユビキタスであり、量子アルゴリズムの利点は古典的なアプローチに比べて高い効率性を持つ。 量子文字列マッチング(QSM)アルゴリズムの実践的な実装は、量子情報の脆弱性に起因するフォールトトレラントな量子計算を必要とする。 フォールトトレラント量子計算を実装する際の大きな障害は、Tゲートの実行に伴う高コストである。 本稿では,QSMアルゴリズムに必要なTゲート数(Tカウント)を顕著に削減する戦略として,相対位相Fredkinゲートを提案する。 これにより、Tカウントは14N^(3/2) log_2 N-O(N^(3/2))から8N^(3/2) log_2 N-O(N^(3/2))に縮小される。 さらに,本手法は,Tゲートの深さやCNOTゲートの数など,他の回路コストの面で有利であることを示す。 この進歩はQSMアルゴリズムの開発に寄与し、コンピュータ科学の分野におけるより効率的な解の道を開いた。

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