論文の概要: Halving the cost of QROM again via dense encoding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.02321v1
• Date: Thu, 01 Oct 2026 18:00:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-06 19:20:54.744578
• Title: Halving the cost of QROM again via dense encoding
• Title（参考訳）: エンコーディングによるQROMのコスト回復
• Abstract要約: 量子読み取り専用メモリ(QROM)は、フォールトトレラント量子アルゴリズムにおける非クリフォードコストのかなりの源泉である。 そこで本研究では,従来の2ビットの情報を1ビットではなく1ビットの汚いキュービットに格納する,QROMのエンコード構造について紹介する。
• 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: Quantum read only memory (QROM) is a substantial source of non-Clifford cost in fault-tolerant quantum algorithms. Borrowing dirty qubits can reduce this cost, provided their unknown initial states are restored. We consider the practically relevant qubit-constrained regime, where limited workspace restricts the table-block size and table loading dominates the cost. For $N$ entries of $b$ bits and approximately $bλ$ dirty qubits, SelectSwap has leading Toffoli count $2N/λ$. Recent work using sequential bit packets reduces this to $(1+1/b)N/λ$. In this work we introduce a dense encoding construction of QROM, where two bits of classical information are stored in each dirty qubit instead of one by utilizing both the $Z$ and $X$ bases. On its own, dense encoding provides a $2\times$ improvement over SelectSwap by reducing the leading Toffoli count to $N/λ$. Combining it with sequential bit packets gives $\tfrac12(1+1/b)N/λ$, a further halving of the sequential construction's leading cost, and an approximately $4\times$ improvement over SelectSwap in the large-$N$ limit for practical values of $b$.
• Abstract（参考訳）: 量子読み取り専用メモリ(QROM)は、フォールトトレラント量子アルゴリズムにおける非クリフォードコストのかなりの源泉である。 汚い量子ビットを借用することで、未知の初期状態が復元された場合、このコストを削減できる。 本稿では,テーブルブロックサイズが制限され,テーブルローディングがコストを抑えるような,実際に関係のあるキュービット制約方式について考察する。 約$b$ビットと約$bλ$ダーティキュービットの$N$エントリに対して、SelectSwapはToffoliの$2N/λ$を導いている。 シーケンシャルビットパケットを用いた最近の作業は、これを$(1+1/b)N/λ$に還元する。 本研究では,QROMの高密度な符号化構造を導入し,従来の2ビットの情報を,Z$とX$の2つのベースを利用することで,各ダーティキュービットに格納する。 SelectSwapのエンコーディングは、Toffoliの先頭の数値を$N/λ$に下げることで、SelectSwapよりも2\times$改善する。 シーケンシャルビットパケットと組み合わせることで、$\tfrac12(1+1/b)N/λ$、シーケンシャルコンストラクションのリードコストをさらに半減させ、SelectSwapよりも約4\times$改善し、実用的な値が$b$になる。

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