論文の概要: Heuristic and Optimal Synthesis of CNOT and Clifford Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.14660v1
• Date: Tue, 18 Mar 2025 19:09:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-20 15:29:57.452662
• Title: Heuristic and Optimal Synthesis of CNOT and Clifford Circuits
• Title（参考訳）: CNOT回路とクリフォード回路のヒューリスティック・最適合成
• Authors: Mark Webster, Stergios Koutsioumpas, Dan E Browne,
• Abstract要約: CNOTゲートからなる回路に相当する線形可逆回路は、古典計算において重要な応用である。 CNOTと一般クリフォード回路合成の手法として,絡み合う2ビットゲート数や回路深さを最小化する手法を提案する。 アルゴリズムは、古典的および量子コンピューティングコミュニティが使用するGitHubリポジトリに実装されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1952340441132474
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Efficiently implementing Clifford circuits is crucial for quantum error correction and quantum algorithms. Linear reversible circuits, equivalent to circuits composed of CNOT gates, have important applications in classical computing. In this work we present methods for CNOT and general Clifford circuit synthesis which can be used to minimise either the entangling two-qubit gate count or the circuit depth. We present three families of algorithms - optimal synthesis which works on small circuits, A* synthesis for intermediate-size circuits and greedy synthesis for large circuits. We benchmark against existing methods in the literature and show that our approach results in circuits with lower two-qubit gate count than previous methods. The algorithms have been implemented in a GitHub repository for use by the classical and quantum computing community.
• Abstract（参考訳）: クリフォード回路の効率的な実装は、量子誤り訂正と量子アルゴリズムにとって不可欠である。 CNOTゲートからなる回路に相当する線形可逆回路は、古典計算において重要な応用である。 本研究では, 絡み合う2量子ゲート数や回路深さを最小化するCNOTおよび一般クリフォード回路合成法を提案する。 提案するアルゴリズムは, 小型回路で動作する最適合成, 中間回路用A*合成, 大型回路用グリード合成の3種類である。 文献における既存の手法をベンチマークした結果,従来の手法に比べて2量子ゲート数が少ない回路が得られた。 アルゴリズムは、古典的および量子コンピューティングコミュニティが使用するGitHubリポジトリに実装されている。

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