量子加法器：关于 ripple-carry 与 carry-lookahead 技术之间的结构联系
量子物理
2025-10-02 v1
摘要
本文由两个关键观察结果驱动。首先，Toffoli梯子可以以三种不同方式实现：使用无辅助 qubit 实现线性或准线性深度，或使用辅助 qubit 实现对数深度。其次，在几种著名的量子加法器中，可以识别出两种基本的结构化设计加法算法的方法。其核心是 Toffoli 梯子，两者都提供了明确且简单的 ripple-carry 与 carry-lookahead 加法器设计之间的联系。将这两种结构与三种 Toffoli 梯子实现方式结合，产生六种量子加法器：其中四种为已知方法，另有两种为新颖的设计。值得注意的是，一种新颖设计的 carry-lookahead 加法器超越了以前的方法。
引用
@article{arxiv.2510.00840,
title = {Quantum adders: on the structural link between the ripple-carry and carry-lookahead techniques},
author = {Maxime Remaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00840},
year = {2025}
}