模拟托夫利门的新结构量子电路

托夫利门（$C^{n}$-NOT 门）在量子计算中被视作重要的酉门，并由由 $C^{2}$-NOT 门组成的量子电路模拟。本文提出了一种在条件 $m=2^{n}$（$n=1,2,...$）下以新配置的 $C^{2}$-NOT 门模拟 $C^{2m+1}$-NOT 操作的量子电路。该电路由称为多量子比特门（MQGs）的单元组成，每个单元在 $3m$ 个量子比特上同时执行 $m$ 个 $C^{2}$-NOT 操作。同时操作消除了在传统量子电路中所需的逐个操纵量子比特的需要。因此所提出的电路代表了实用计算系统更实际的运行模式。作为 MQG 操作对实用系统可行性的演示，给出了该电路的核磁共振实现。