論文の概要: Clifford+V synthesis for multi-qubit unitary gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.08312v1
- Date: Thu, 09 Oct 2025 14:57:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-10 17:54:15.149554
- Title: Clifford+V synthesis for multi-qubit unitary gates
- Title（参考訳）: 多ビットユニタリゲートに対するクリフォード+V合成
- Authors: Soichiro Yamazaki, Seiseki Akibue,
- Abstract要約: 基本ゲートの有限集合を用いてターゲットゲートを合成するための一般的な枠組みを開発する。
マルチキュービット制御ゲートを合成するための準最適だが短い実行時アルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We developed a general framework for synthesizing target gates by using a finite set of basic gates, which is a crucial step in quantum compilation. When approximating a gate in SU($n$), a naive brute-force search requires a computational complexity of $O(1/\varepsilon^{(n^2 - 1)})$ to achieve an approximation with error $\varepsilon$. In contrast, by using our method, the complexity can be reduced to $O(-n^2 \log\varepsilon/\varepsilon^{((n^2 - 1)/2)})$. This method requires almost no assumptions and can be applied to a variety of gate sets, including Clifford+$T$ and Clifford+$V$. Further, we introduce a suboptimal but short run-time algorithm for synthesizing multi-qubit controlled gates. This approach highlights the role of subgroup structures in reducing synthesis complexity and opens a new direction of study on the compilation of multi-qubit gates. The framework is broadly applicable to different universal gate sets, and our analysis suggests that it can serve as a foundation for resource-efficient quantum compilation in near-term architectures.
- Abstract（参考訳）: 我々は、量子コンパイルにおいて重要なステップである基本ゲートの有限セットを用いて、ターゲットゲートを合成するための一般的なフレームワークを開発した。
SU($n$) のゲートを近似する場合、単純なブルートフォース探索は、誤差 $\varepsilon$ の近似を達成するために$O(1/\varepsilon^{(n^2 - 1)} の計算複雑性を必要とする。
対照的に、この方法では、複雑さを$O(-n^2 \log\varepsilon/\varepsilon^{((n^2 - 1)/2)})$に縮めることができる。
この方法は仮定をほとんど必要とせず、Clifford+$T$ や Clifford+$V$ など様々なゲート集合に適用できる。
さらに,マルチキュービット制御ゲートを合成するための準最適だが短い実行時アルゴリズムを導入する。
このアプローチは、合成複雑性の低減におけるサブグループ構造の役割を強調し、マルチキュービットゲートのコンパイルに関する新たな研究の方向性を開く。
このフレームワークは、異なる普遍ゲート集合に広く適用でき、我々の分析は、近未来のアーキテクチャにおける資源効率のよい量子コンパイルの基礎となることを示唆している。
関連論文リスト
- Optimization and Synthesis of Quantum Circuits with Global Gates [44.99833362998488]
我々は、イオントラップハードウェアに存在するGlobal Molmer-Sorensenゲートのようなグローバルな相互作用を用いて量子回路を最適化し、合成する。
このアルゴリズムはZX計算に基づいており、係留ゲートをGlobal MolmerSorensenゲートにグループ化する特別な回路抽出ルーチンを使用する。
我々は,このアルゴリズムを様々な回路でベンチマークし,最新ハードウェアによる性能向上の方法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-28T10:25:31Z) - Compact Circuits for Constrained Quantum Evolutions of Sparse Operators [0.0]
我々は、コンパクトな量子回路を構築するための一般的な枠組みを導入し、ハミルトンのリアルタイム進化を$H = sigma P_B$という形で実現する。
我々はまた、量子コンピューティングで広く使われているトランスポジションゲートを構築し、文学における最もよく知られた構成よりも効率的にスケールする。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-12T08:47:59Z) - Quantum singular value transformation without block encodings: Near-optimal complexity with minimal ancilla [18.660349597156266]
量子特異値変換(Quantum Singular Value Transformation, QSVT)は,最もよく知られた量子アルゴリズムをカプセル化する統一フレームワークである。
その結果,量子アルゴリズムの新しいフレームワークが確立され,ハードウェアのオーバヘッドが大幅に低減され,ほぼ最適性能が維持された。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-03T08:24:15Z) - Constant-depth circuits for Boolean functions and quantum memory devices using multi-qubit gates [40.56175933029223]
本稿では,一様制御ゲート実装のための2種類の定数深度構造を提案する。
我々は、リードオンリーおよびリードライトメモリデバイスの量子対数に対して、一定の深さの回路を得る。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-16T17:54:56Z) - Asymptotically optimal synthesis of reversible circuits [0.0]
任意の$n$wire回路を$ (2n n/log n)$小ゲートで実装するアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-13T03:08:55Z) - Shorter quantum circuits via single-qubit gate approximation [1.2463824156241843]
有限普遍ゲート集合から一般の単一量子ユニタリを近似するための新しい手順を与える。
確率論的に解けるチャネルの混合(arXiv:1409.3552)と等級近似問題により近似コストが2倍になることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-18T17:14:35Z) - Straddling-gates problem in multipartite quantum systems [20.428960719376164]
量子回路の複雑性,結合複雑性の変種について検討する。
任意の$m$partite Schmidt decomposable状態が$m$のバインディング複雑性を持つことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-13T16:28:12Z) - Cost-optimal single-qubit gate synthesis in the Clifford hierarchy [0.0]
合成アルゴリズムは任意の精度で任意の単位ゲートを近似することができる。
現在の手順は、基本ゲートコストの個別割り当てをまだサポートしていない。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-12T07:21:12Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。