通过枚举量子态子集在受限拓扑上实现对角算符分解

许多量子算法需要将任意对角算符作为子程序使用。为了在物理硬件上执行这些算符，必须首先将它们分解为目标设备的原生门集以及其纠缠门的量子比特连通性。在此，我们假设允许的门恰好为 CX 门和参数化相位门。我们引入了一个用于分析纯 CX 电路的框架，并通过该视角为几种不同的设备拓扑（全连接、线性和环形）提供了解构造。我们还引入了该问题的两个额外变体。当后续电路满足一系列先决条件时，这些变体可替代对角算符的精确分解，从而进一步降低实现的 CX 成本。最后，我们讨论了如何利用该框架来分解特定的而非一般的对角算符。