論文の概要: Measurement-Driven Adaptive Low-Overhead Implementation of Multi-Controlled Toffoli Gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.18159v1
- Date: Mon, 18 May 2026 10:03:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-19 17:57:49.300784
- Title: Measurement-Driven Adaptive Low-Overhead Implementation of Multi-Controlled Toffoli Gates
- Title（参考訳）: マルチ制御トフォリゲートの計測駆動型適応型低オーバーヘッド実装
- Abstract要約: トフォリゲートは、量子算術と可逆論理の基本的な構成要素である。
中間回路計測や古典的なフィードフォワードを含む動的量子回路能力の最近の進歩は、非クリフォード演算のリソースオーバーヘッドを減らす新たな機会を提供する。
本稿では,適応回路実行とアンシラ支援構造を利用した多制御トフォリゲートの動的分解手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3267048706241158
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Toffoli gate is a fundamental building block for quantum arithmetic and reversible logic, yet its efficient realization remains a major challenge in both near-term and fault-tolerant quantum architectures. Recent advances in dynamic quantum circuit capabilities, including mid-circuit measurement and classical feedforward, provide new opportunities for reducing the resource overhead of non-Clifford operations. In this work, we propose a set of dynamic decomposition strategies for multi-controlled Toffoli gates that exploit adaptive circuit execution and ancilla-assisted constructions. Our methods systematically reduce entangling-gate count, T-count, and T-depth compared with conventional static decompositions, while preserving fault-tolerance guarantees. Through analytical cost models and experimental evaluation, we demonstrate that relative-phase primitives and measurement-conditioned corrections enable scalable implementations with improved depth and resource efficiency.
- Abstract（参考訳）: トフォリゲートは量子算術と可逆論理の基本的な構成要素であるが、その効率的な実現は、短期的およびフォールトトレラントな量子アーキテクチャにおいて大きな課題である。
中間回路計測や古典的なフィードフォワードを含む動的量子回路能力の最近の進歩は、非クリフォード演算のリソースオーバーヘッドを減らす新たな機会を提供する。
本研究では,適応回路実行とアンシラ支援構造を利用した多制御トフォリゲートの動的分解手法を提案する。
本手法は, 耐故障性保証を保ちながら, エンタングゲート数, Tカウント, Tディープスを従来の静的分解と比較して体系的に低減する。
解析的コストモデルと実験評価により、相対位相プリミティブと測定条件付き補正により、深度と資源効率を改善したスケーラブルな実装が可能であることを示す。
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