p-SWAP：一种基于两 CNOT 门和 Bloch 球方法的通用低成本量子布尔相位 SWAP 门

引入一种用于量子通用性和经济性的布尔相位交换门，称为“p-SWAP 门”，其中 p 是可自定义的交换量子位之间的相位差，0 <= p <= ${\pm \pi}$ radians。p-SWAP 门的通用性适用于需要对一组交换量子位具有理想 p 值的量子相位 oracle，以及在忽略 p 时用于量子布尔 oracle。p-SWAP 门的经济性来自其最终综合（转移）到量子计算机的量子电路相对于标准 SWAP 门具有更低的量子成本和深度。标准 SWAP 门由三个 Feynman（CNOT）门构成，而我们的 p-SWAP 门仅使用两个 CNOT 门。在本文中，我们提出了几何选择 p 的方法，无需使用矩阵乘法和单位表示。在转移后，最终的 p-SWAP 门相对于最终的标准 SWAP 门具有约 23% 的量子成本降低和 26% 的深度最小化。