論文の概要: Improved quantum circuits for division

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18110v1
• Date: Wed, 18 Mar 2026 13:41:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-20 17:19:05.772074
• Title: Improved quantum circuits for division
• Title（参考訳）: 分割のための改良量子回路
• Authors: Priyanka Mukhopadhyay, Alexandru Gheorghiu, Hari Krovi,
• Abstract要約: 様々な整数分割アルゴリズムのための新しいフォールトトレラント量子回路を開発した。 回路は最大76.08%、68.35%のT数とCNOT数を実現している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.76841620787673
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Arithmetic operations are an important component of many quantum algorithms. As such, coming up with optimized quantum circuits for these operations leads to more efficient implementations of the corresponding algorithms. In this paper, we develop new fault-tolerant quantum circuits for various integer division algorithms (both reversible and non-reversible). These circuits, when implemented in the Clifford+T gate set, achieve an up to 76.08\% and 68.35\% reduction in T-count and CNOT-count, respectively, compared to previous circuit constructions. Some of our circuits also improve the asymptotic T-depth from $O(n^2)$ to $O(n \log n),$ where $n$ is the bit-length of the dividend. The qubit counts are also lower than in previous works. We achieve this by expressing the division algorithms in terms of a primitive we call COMP-N-SUB, that compares two integers and conditionally subtracts them. We show that this primitive can be implemented at a cost, in terms of both Clifford and non-Clifford gates, that is comparable to one addition. This is in contrast to performing comparison and conditional subtraction separately, whose cost would be comparable to a controlled addition plus a regular addition.
• Abstract（参考訳）: 算術演算は多くの量子アルゴリズムの重要な構成要素である。 そのため、これらの演算に最適化された量子回路を思いつくと、対応するアルゴリズムをより効率的に実装できる。 本稿では,様々な整数分割アルゴリズム(可逆性と非可逆性の両方)のための新しいフォールトトレラント量子回路を開発する。 これらの回路はクリフォード+Tゲートセットで実装されると、TカウントとCNOTカウントの最大76.08\%と68.35\%の減少を達成する。 我々の回路のいくつかはまた、漸近的T-深さを$O(n^2)$から$O(n \log n)$へ改善する。 キュービット数は、以前の作品よりも低い。 我々は2つの整数を比較し、それらを条件的に減算するプリミティブをCompum-N-SUBと呼ぶ方法で除算アルゴリズムを表現することでこれを実現できる。 このプリミティブは、クリフォードゲートと非クリフォードゲートの両方の観点から、コストで実装できることを示し、これは1つの加算に匹敵する。 これは比較と条件付き減算を別々に行うのとは対照的であり、そのコストは制御された加算と規則的な加算に匹敵する。

関連論文リスト

• Asymptotically Optimal Quantum Circuits for Comparators and Incrementers [2.488003578430483]
  本稿では,Clifford+Toffoliゲート集合上での最適ゲート数$(n)$と深さ$(log n)$を,比較および増分演算のための量子回路を提案する。 これらの結果を古典量子コンパレータに拡張し、最適化された古典量子加算器を最適量子数で生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-13T11:41:14Z)
• Optimization and Synthesis of Quantum Circuits with Global Gates [41.99844472131922]
  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)
• Linear Circuit Synthesis using Weighted Steiner Trees [45.11082946405984]
  CNOT回路は一般的な量子回路の共通構成ブロックである。 本稿では,CNOTゲート数を最適化するための最先端アルゴリズムを提案する。 シミュレーション評価により、提案手法はほとんど常に有用であることが示され、CNOTゲートの数を最大10%削減する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-07T19:51:22Z)
• Lower T-count with faster algorithms [2.488003578430483]
  低実行時間で効率的な$T$-countを提案することで、$T$-count削減問題に寄与する。 様々な量子回路において,現在最高のT$カウント還元アルゴリズムであるTODDの複雑さを大幅に改善する。 我々は,さらに複雑さの低い別のアルゴリズムを提案し,評価されたほとんどの量子回路の最先端技術よりも高いあるいは等しいT$カウントを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-11T17:31:20Z)
• Efficient Implementation of a Quantum Search Algorithm for Arbitrary N [0.0]
  本稿では,$N$が2のパワーではないインスタンスに対するGroverの探索アルゴリズムの拡張について述べる。 計算基底状態のサブセット上での均一な量子重ね合わせ状態の生成に効率的なアルゴリズムを用いることで、多くのケースにおいてオラクル呼び出し(およびグローバーの反復)の数を大幅に削減できることを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-19T19:16:40Z)
• 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)
• Improving the Performance of Deep Quantum Optimization Algorithms with Continuous Gate Sets [47.00474212574662]
  変分量子アルゴリズムは計算的に難しい問題を解くのに有望であると考えられている。 本稿では,QAOAの回路深度依存性能について実験的に検討する。 この結果から, 連続ゲートセットの使用は, 短期量子コンピュータの影響を拡大する上で重要な要素である可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-11T17:20:51Z)
• Improved quantum circuits for elliptic curve discrete logarithms [6.058525641792685]
  楕円曲線スカラー乗算のための改良された量子回路を提案する。 可逆整数やモジュラ演算などの低レベル成分を最適化する。 Q#量子プログラミング言語における点加算の完全な実装を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-27T04:08:49Z)

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。