論文の概要: Residue Number System (RNS) based Distributed Quantum Multiplication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.17588v1
• Date: Sat, 21 Jun 2025 05:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-24 19:06:36.48943
• Title: Residue Number System (RNS) based Distributed Quantum Multiplication
• Title（参考訳）: Residue Number System (RNS)による分散量子乗算
• Authors: Bhaskar Gaur, Himanshu Thapliyal,
• Abstract要約: 本稿では,Residue Number System(RNS)に基づく分散量子乗法を提案する。 我々は、量子リソース使用量の推定を行い、既存の分散量子乗算器の6から16キュービットの出力と比較する。 我々の比較分析では、トフォリの深さは46.018%、Tゲートの減少は34.483%から86.25%と推定されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4604003661048266
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multiplication of quantum states is a frequently used function or subroutine in quantum algorithms and applications, making quantum multipliers an essential component of quantum arithmetic. However, quantum multiplier circuits suffer from high Toffoli depth and T gate usage, which ultimately affects their scalability and applicability on quantum computers. To address these issues, we propose utilizing the Residue Number System (RNS) based distributed quantum multiplication, which executes multiple quantum modulo multiplication circuits across quantum computers or jobs with lower Toffoli depth and T gate usage. Towards this end, we propose a design of Quantum Diminished-1 Modulo $(2^n+1)$ Multiplier, an essential component of RNS based distributed quantum multiplication. We provide estimates of quantum resource usage and compare them with those of an existing non-distributed quantum multiplier for 6 to 16 qubit sized output. Our comparative analysis estimates up to 46.018% lower Toffoli depth, and reduction in T gates of 34.483% to 86.25%.
• Abstract（参考訳）: 量子状態の乗算は、量子アルゴリズムや応用において頻繁に用いられる関数やサブルーチンであり、量子乗算を量子算術の重要な構成要素にする。 しかし、量子乗数回路はトフォリ深さとTゲートの使用に悩まされ、量子コンピュータのスケーラビリティと適用性に最終的に影響を及ぼす。 これらの問題に対処するため、我々は、量子コンピュータやより低いトフォリ深さとTゲート使用量を持つジョブ間で複数の量子モジュラー乗算回路を実行する、Residue Number System (RNS)ベースの分散量子乗法を提案する。 この目的のために、RSSベースの分散量子乗算の基本成分である量子化-1 Modulo $(2^n+1)$ Multiplier の設計を提案する。 我々は、量子リソース使用量の推定を行い、既存の分散量子乗算器の6から16キュービットの出力と比較する。 我々の比較分析では、トフォリの深さは46.018%、Tゲートの減少は34.483%から86.25%と推定されている。

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