非 Cliff 门融合：T 门量子模拟优化
量子物理
2025-10-16 v1
摘要
Hamiltonian 模拟是建模复杂系统的关键量子算法。要实现 Hamiltonian 模拟，通常需将其分解为 Pauli 串列表，其中每一 Pauli 串对应一条带有多个 Cliff 门的 RZ 旋转门。这些 RZ 门通常被合成为 Cliff 和 T 门的序列，以适应容错量子计算机的要求，其中 T 门计数和 T 门深度是关键指标。本文提出了 NCF—a种用于 Hamiltonian 模拟的编译框架，以减少 T 门计数和 T 门深度。NCF 将 Pauli 串划分为若干组，每组可以共轭（即转换）为在受限量子比特子集上施加量子门的 Pauli 串列表，从而允许对整个组进行同步合成，从而降低 T 门计数和深度。实验结果表明，NCF 在 T 门计数、T 门深度和 Cliff 计数方面，分别比当前最先进的方法平均降低 57.4%、49.1% 和 49.0%。
引用
@article{arxiv.2510.13573,
title = {Non-Clifford Fusion: T-Gate Optimization for Quantum Simulation},
author = {Yingheng Li and Xulong Tang and Paul Hovland and Ji Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.13573},
year = {2025}
}