基于模板与符号Pauli门的Clifford电路优化
量子物理
2021-11-17 v2 新兴技术
摘要
Clifford群是由Hadamard门、CNOT门和Phase门生成的酉群的一个有限子群。该群在量子纠错、随机基准测试协议以及纠缠研究中起着突出作用。本文考虑寻找实现给定Clifford群元素的短量子电路的问题。我们的方法旨在假设全连接量子比特连通性的前提下最小化纠缠门数量。首先,我们考虑基于模板匹配的电路优化,并设计利用分解出Pauli门和SWAP门能力的Clifford专用模板。其次,我们引入一种符号窥孔优化方法。该方法通过将整个电路投影到一小部分量子比特上,并通过动态规划最优地重新编译投影出的子电路来工作。将所选量子比特子集与剩余量子比特耦合的CNOT门使用符号Pauli门表示。这些方法的软件实现找到了对于6个量子比特仅距最优0.2%的电路,并且与Aaronson-Gottesman标准形相比,在多达64个量子比特的电路中平均减少了64.7%的两比特门数量。
引用
@article{arxiv.2105.02291,
title = {Clifford Circuit Optimization with Templates and Symbolic Pauli Gates},
author = {Sergey Bravyi and Ruslan Shaydulin and Shaohan Hu and Dmitri Maslov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.02291},
year = {2021}
}