面向降低顺序Pauli计算T-count的多乘积 commutation 关系
量子物理
2026-01-27 v2
摘要
降低容错量子计算开销的量子编译器必需减少T门数量。实现进一步的T-count降低需要识别超越现有工具所使用的等效电路转换规则的新方法。本文将给定的Clifford+T电路重写为Clifford块继而由顺序Pauli计算构成的结构，引入一种非平凡且无额外 ancilla 的转换规则，即多乘积 commutation 关系（MCR）。MCR基于多Pauli算子之间的特定commutation性质构建门序列，产生看似不commute的实例，从而实现无法仅凭两两commutation推导的门排序。为评估现有编译器是否覆盖此commutation规则，我们采用量子电路去优化创建基准电路数据集。该方法在保持等效性的同时有意添加电路冗余，允许通过与原始电路比较对编译器性能进行量化评估。我们的numerical实验表明，基于MCR的转换规则尚未被纳入当前编译器之中，尽管其对T-count降低效果显著。这些发现表明，通过集成MCR感知转换，仍有潜力实现进一步的T-count降低，为量子编译器的改进指明了道路。
引用
@article{arxiv.2509.20052,
title = {Nontrivial multi-product commutation relation toward reducing T-count in sequential Pauli-based computation},
author = {Yusei Mori and Hideaki Hakoshima and Keisuke Fujii},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.20052},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 15 figures