論文の概要: Qubit Reuse Beyond Reorder and Reset: Optimizing Quantum Circuits by Fully Utilizing the Potential of Dynamic Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.22712v1
• Date: Thu, 27 Nov 2025 19:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-01 19:47:55.696723
• Title: Qubit Reuse Beyond Reorder and Reset: Optimizing Quantum Circuits by Fully Utilizing the Potential of Dynamic Circuits
• Title（参考訳）: Qubit Reuse Beyond Reorder and Reset:Optimizing Quantum Circuits by Fullly using the potential of Dynamic Circuits (特集:量子コンピューティング)
• Authors: Damian Rovara, Lukas Burgholzer, Robert Wille,
• Abstract要約: Qubitの再利用は、量子回路のハードウェア要求を減らすための有望な方法を提供する。 動的量子回路のポテンシャルをフル活用して量子回路をさらに最適化する手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.74796205166378
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Qubit reuse offers a promising way to reduce the hardware demands of quantum circuits, but current approaches are largely restricted to reordering measurements and applying qubit resets. In this work, we present an approach to further optimize quantum circuits by fully utilizing the potential of dynamic quantum circuits-more precisely by moving measurements and introducing dynamic circuit primitives such as classically controlled gates in a way that forges entirely new pathways for qubit reuse. This significantly reduces the number of required qubits for a variety of circuits, creating new opportunities for running complex circuits on near-term devices with limited qubit counts. We show that the proposed approach drastically outperforms existing methods, reducing qubit requirements where previous approaches are unable to do so for popular quantum circuits such as Quantum Phase Estimation (QPE), Quantum Fourier Transform~(QFT), and Variational Quantum Eigensolver (VQE) ansätze, as well as leading to improvements of up to 95% for sparse random circuits.
• Abstract（参考訳）: Qubitの再利用は、量子回路のハードウェア要求を減らすための有望な方法を提供するが、現在のアプローチは、測定の再順序付けと量子ビットリセットの適用に大きく制限されている。 本研究では,量子回路のポテンシャルを十分に活用し,量子回路をさらに最適化するアプローチを提案する。 これにより、様々な回路に必要な量子ビットの数が大幅に減少し、量子ビット数に制限のある短期デバイス上で複雑な回路を実行する新たな機会が生まれる。 提案手法は,量子位相推定 (QPE) や量子フーリエ変換 (QFT) ,変分量子固有解器 (VQE) アンセッツェといった一般的な量子回路において,従来手法では不可能であった量子ビット要件を大幅に上回り,スパースランダム回路では最大95%の改善をもたらすことを示す。

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