論文の概要: Quantum Circuit Overhead
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00683v1
- Date: Thu, 01 May 2025 17:43:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:55.387992
- Title: Quantum Circuit Overhead
- Title（参考訳）: 量子回路オーバーヘッド
- Authors: Oskar Słowik, Piotr Dulian, Adam Sawicki,
- Abstract要約: 量子回路オーバーヘッド(QCO)と呼ばれる有限普遍量子ゲートセット$mathcalS$の効率を評価する尺度を導入する。
オーバーヘッドは、$mathcalS$の効率と、同じ数のゲートを持つすべてのゲートセットの最適効率の比較に基づいている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3654846342364308
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a measure for evaluating the efficiency of finite universal quantum gate sets $\mathcal{S}$, called the Quantum Circuit Overhead (QCO), and the related notion of $T$-Quantum Circuit Overhead ($T$-QCO). The overhead is based on the comparison between the efficiency of $\mathcal{S}$ versus the optimal efficiency among all gate sets with the same number of gates. We demonstrate the usefulness of the ($T$-)QCO by extensive numerical calculations of its upper bounds, providing insight into the efficiency of various choices of single-qubit $\mathcal{S}$, including Haar-random gate sets and the gate sets derived from finite subgroups, such as Clifford and Hurwitz groups. In particular, our results suggest that, in terms of the upper bounds on the $T$-QCO, the famous T gate is a highly non-optimal choice for the completion of the Clifford gate set, even among the gates of order 8. We identify the optimal choices of such completions for both finite subgroups.
- Abstract（参考訳）: 有限普遍量子ゲートセット$\mathcal{S}$の効率を評価する尺度を量子回路オーバヘッド(QCO)と呼び、関連する概念として$T$-Quantum Circuit Overhead(T$-QCO)を紹介する。
オーバーヘッドは、$\mathcal{S}$の効率と、同じ数のゲートを持つ全てのゲート集合の最適効率の比較に基づいている。
上界の広範な数値計算による$T$-)QCOの有用性を示し、Haar-random ゲート集合やClifford や Hurwitz グループのような有限部分群から派生したゲート集合を含む、単立方ビット $\mathcal{S}$ の様々な選択の効率性について考察する。
特に、我々の結果は、$T$-QCO 上の上限に関して、有名な T ゲートは、位数 8 のゲートの中でもクリフォードゲートセットの完備化に非常に最適でない選択であることを示している。
両有限部分群に対するそのような完備化の最適選択を同定する。
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