論文の概要: Decomposition of Multi-Qubit Gates for Circuit Cutting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.26278v1
• Date: Fri, 27 Mar 2026 10:45:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-30 21:49:48.456781
• Title: Decomposition of Multi-Qubit Gates for Circuit Cutting
• Title（参考訳）: 回路切削用マルチキュービットゲートの分解
• Authors: Ryota Tamura, Tomoya Kashimata, Yohei Hamakawa, Kosuke Tatsumura, Hiroshi Imai,
• Abstract要約: 本稿では, 切削工程による試料数の増加を考慮し, サンプリングオーバーヘッドを低減する方法を提案する。 MCX と CCCX ゲートを多ビットゲートの代表として用いて,カット位置に応じて少数のアンシラ量子ビットを導入する分解法が,サンプリングオーバーヘッドを効果的に低減することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A large-scale quantum circuit can be partitioned into multiple subcircuits through circuit cutting, where each subcircuit is executed multiple times and the expectation value of the original circuit is reconstructed by classical post-processing from their measurement (sampling) results. In this process, appropriate cut locations are identified after the user-designed quantum circuit, including multi-qubit gates that act on three or more qubits, has been decomposed into single-qubit gates and two-qubit gates such as the CNOT gate. Here, we present a method for reducing the sampling overhead, which refers to the increase in the number of samples required due to the cutting process, by modifying the decomposition strategy of multi-qubit gates. Using MCX and CCCX gates as representatives of multi-qubit gates, we demonstrate that the proposed decomposition method, which introduces a small number of ancilla qubits according to the identified cut locations, effectively decreases the sampling overhead.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子回路は、回路切断により複数のサブ回路に分割することができ、各サブ回路は複数回実行され、元の回路の期待値は、その測定(サンプリング)結果から古典的な後処理によって再構成される。 このプロセスでは、3つ以上のキュービットに作用するマルチキュービットゲートを含む、ユーザが設計した量子回路の後に適切なカット位置が特定され、CNOTゲートのような単一キュービットゲートと2キュービットゲートに分解される。 そこで本研究では,マルチキュービットゲートの分解戦略を変更することで,切削処理に必要な試料数の増加に言及したサンプリングオーバーヘッドを削減する手法を提案する。 MCX と CCCX ゲートを多ビットゲートの代表として用いて,カット位置に応じて少数のアンシラ量子ビットを導入する分解法が,サンプリングオーバーヘッドを効果的に低減することを示した。

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