論文の概要: A Cost-Effective Quantum Boolean-Phase SWAP Gate with Only Two CNOT Gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.17164v1
- Date: Wed, 23 Jul 2025 03:17:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-24 22:33:14.84169
- Title: A Cost-Effective Quantum Boolean-Phase SWAP Gate with Only Two CNOT Gates
- Title（参考訳）: CNOTゲートを2つだけ有するコスト効果量子ブール位相SWAPゲート
- Authors: Ali Al-Bayaty, Shanyan Chen, Steven A. Bleiler, Marek Perkowski,
- Abstract要約: 新しいBoolean-Phaseスワップゲートは、量子一般性と費用対効果を改善したものである。
p の値が無視されるとき、p-SWAP ゲートの一般性は p の選択値に対する位相応用と Boolean アプリケーションに対して示される。
p-SWAPゲートの量子回路は、以前に開発されたブロッホ球面法を用いて視覚的に設計されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A new Boolean-Phase swapping gate is presented with improved quantum generality and cost-effectiveness. Our swapping gate is termed the "p-SWAP gate", where p is the phase difference selected for a set of swapped qubits. The phase p is expressed in radians and $-{\pi}~{\leq}$ p ${\leq}~+{\pi}$. The generality of p-SWAP gate is demonstrated for Phase applications for selected values of p and for Boolean applications when the value of p is ignored. The cost-effectiveness of p-SWAP gate follows from the lower quantum cost and depth of its final realized (transpiled) quantum circuit, when compared to the standard SWAP gate composed of three Feynman (CNOT) gates. Specifically, our presented p-SWAP gate utilizes only two CNOT gates. The quantum circuit of the p-SWAP gate is visually designed using our previously developed Bloch sphere approach. Experimentally, after transpilation for an IBM quantum computer, the transpiled p-SWAP gate shows an approximate 23% quantum cost reduction and an approximate 26% depth minimization compared to the transpiled standard SWAP gate.
- Abstract（参考訳）: 新しいBoolean-Phaseスワップゲートは、量子一般性と費用対効果を改善したものである。
我々のスワップゲートは「p-SWAPゲート」と呼ばれ、pはスワップされたキュービットの集合に対して選択された位相差である。
位相 p は radian と $-{\pi}~{\leq}$ p ${\leq}~+{\pi}$ で表される。
p の値が無視されるとき、p-SWAP ゲートの一般性は p の選択値に対する位相応用と Boolean アプリケーションに対して示される。
p-SWAPゲートのコスト効率は、3つのFeynman(CNOT)ゲートからなる標準SWAPゲートと比較して、最終実現(トランスパイル)量子回路の低い量子コストと深さから導かれる。
具体的には,P-SWAPゲートは2つのCNOTゲートのみを利用する。
p-SWAPゲートの量子回路は、以前に開発されたブロッホ球面法を用いて視覚的に設計されている。
実験的に、IBM量子コンピュータへのトランスパイル後、トランスパイルされたp-SWAPゲートは、トランスパイルされた標準SWAPゲートと比較して、ほぼ23%の量子コスト削減と26%の深さ最小化を示す。
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