高斯消去法与贪心法在线性可逆电路综合中的比较
量子物理
2022-01-19 v1 新兴技术
摘要
线性可逆电路是可逆电路的一个子类，在量子计算中有诸多应用。这些电路可被经典计算机高效模拟，且其规模以量子比特数为多项式上界，这使其成为部署高效方法以降低计算成本的良好候选。我们提出一种新算法，通过使用优化版高斯消去法并结合调优的 LU 分解来综合任意线性可逆算子。我们也提升了纯贪心方法的可扩展性。总体而言，在随机算子上的实验表明，我们的算法在特定问题规模范围内改进了当前最优方法：定制高斯消去算法在大规模问题（n > 150）上给出最佳结果，而纯贪心方法在 n < 30 时给出近最优结果。在一组可逆函数基准上，我们成功显著降低了电路的 CNOT 数量和深度，同时将其他重要指标（T-count、T-depth）保持在尽可能低的水平。
引用
@article{arxiv.2201.06508,
title = {Gaussian Elimination versus Greedy Methods for the Synthesis of Linear Reversible Circuits},
author = {Timothée Goubault de Brugière and Marc Baboulin and Benoît Valiron and Simon Martiel and Cyril Allouche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.06508},
year = {2022}
}