使用常数数量辅助量子比特的 Clifford 和 T 电路对单量子比特酉算子的渐近最优逼近
量子物理
2013-05-13 v2 新兴技术
摘要
我们提出了一种算法，用于构建一个电路，该电路使用 O(log(1/ε)) 个 Clifford 和 T 门，并最多使用两个辅助量子比特，以精度 ε 逼近单量子比特酉算子。计算我们的逼近电路的算法平均需要 O(log^2(1/ε) log log(1/ε)) 次操作。我们证明，在提供常数数量辅助比特的情况下，我们电路中的门数达到了所需门数的下界，因此我们的电路是渐近最优的。这比当前寻找酉算子逼近的最先进技术有显著改进，包括需要 O(log^{3+δ}(1/ε)) 个门且不使用辅助比特的 Solovay-Kitaev 算法，以及需要 O(log^2(1/ε) log log(1/ε)) 个门但使用 O(log^2(1/ε)) 个辅助比特的相位反冲方法。
引用
@article{arxiv.1212.0822,
title = {Asymptotically optimal approximation of single qubit unitaries by Clifford and T circuits using a constant number of ancillary qubits},
author = {Vadym Kliuchnikov and Dmitri Maslov and Michele Mosca},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.0822},
year = {2013}
}