論文の概要: Efficient Floating-Point Arithmetic on Fault-Tolerant Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.20145v1
• Date: Thu, 23 Oct 2025 02:45:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:17.216652
• Title: Efficient Floating-Point Arithmetic on Fault-Tolerant Quantum Computers
• Title（参考訳）: フォールトトレラント量子コンピュータにおける効率的な浮動小数点算術
• Authors: José E. Cruz Serrallés, Oluwadara Ogunkoya, Do{g}a Murat Kürkçüo{g}lu, Nicholas Bornman, Norm M. Tubman, Anna Grassellino, Silvia Zorzetti, Riccardo Lattanzi,
• Abstract要約: 浮動小数点数をTwo's Complement固定点行列とTwo's Complement積分指数を用いて符号化する。 我々は,ビットシフト,相互変換,乗算,加算などの基本演算のための量子アルゴリズムを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07026564887314536
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a novel floating-point encoding scheme that builds on prior work involving fixed-point encodings. We encode floating-point numbers using Two's Complement fixed-point mantissas and Two's Complement integral exponents. We used our proposed approach to develop quantum algorithms for fundamental arithmetic operations, such as bit-shifting, reciprocation, multiplication, and addition. We prototyped and investigated the performance of the floating-point encoding scheme on quantum computer simulations by performing reciprocation on randomly drawn inputs and by solving first-order ordinary differential equations, while varying the number of qubits in the encoding. We observed rapid convergence to the exact solutions as we increased the number of qubits and a significant reduction in the number of ancilla qubits required for reciprocation when compared with similar approaches.
• Abstract（参考訳）: 固定点符号化を含む先行作業に基づく新しい浮動小数点符号化方式を提案する。 浮動小数点数をTwo's Complement固定点行列とTwo's Complement積分指数を用いて符号化する。 提案手法を用いて,ビットシフト,逆数,乗算,加算などの基本演算のための量子アルゴリズムを開発した。 量子コンピュータシミュレーションにおける浮動小数点符号化方式の試作と検討を行い、ランダムに描画された入力に対して往復処理を行い、1次常微分方程式を解くとともに、符号化におけるキュービット数を変化させた。 類似の手法と比較して, 量子ビット数が増加するにつれて, 正確な解に迅速に収束し, 相反に必要なアンシラ量子ビットの数が大幅に減少することがわかった。

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