論文の概要: Improved T counts and active volume estimates for high-level arithmetic subroutines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.19626v1
• Date: Mon, 28 Apr 2025 09:38:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 19:15:54.383615
• Title: Improved T counts and active volume estimates for high-level arithmetic subroutines
• Title（参考訳）: 高次算術サブルーチンに対するT数の改善とアクティブボリューム推定
• Authors: Sam Heavey,
• Abstract要約: 表面コードに基づく量子コンピュータは、フォールトトレラントな量子コンピューティングに非常に有望である。 ほとんどのアーキテクチャは、計算中にキュービットがぼんやりと座っているため、計算の時空体積を不必要に増加させる。 長距離接続を持つアクティブボリュームアーキテクチャは、論理的に計算に寄与する時空ボリュームだけを残して、アイドル時空ボリュームを削除することを目的としている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Surface code based quantum computers show great promise for fault-tolerant quantum computing, but most architectures needlessly increase the spacetime volume of a computation due to qubits sitting idly during a computation. Active volume architectures, with long-range connectivity, aim to remove idle spacetime volume leaving only the spacetime volume that logically contributes to a computation. In this work we optimise and derive the active volumes for several industry-leading low- and high-level arithmetic subroutines and achieve significant T-count reductions. We discuss a simple method for estimating and optimising active volumes using orientated ZX diagrams. We also demonstrate that circuit structure, beyond gate counts alone, impacts the active volume of a subroutine and therefore should be taken into consideration when designing circuits.
• Abstract（参考訳）: 表面コードに基づく量子コンピュータは、フォールトトレラントな量子コンピューティングには大いに期待できるが、ほとんどのアーキテクチャは計算中に量子ビットがぼんやりと座っているため、計算の時空体積を無意味に増加させる。 長距離接続を持つアクティブボリュームアーキテクチャは、論理的に計算に寄与する時空ボリュームだけを残して、アイドル時空ボリュームを削除することを目的としている。 本研究は, 業界主導の低次・高次算術サブルーチンに対して, アクティブボリュームを最適化し, 導出し, 大幅なT数削減を実現する。 向き付けZX図を用いてアクティブボリュームを推定・最適化する簡単な方法について議論する。 また,ゲート数以外の回路構造がサブルーチンの活性量に影響を与えることを実証し,回路設計において考慮すべきであることを示した。

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