量子软件的可复用性

高效量子电路的设计是量子计算中的重要问题。对于给定的酉矩阵，寻找高度优化的量子电路通常是一项艰巨任务。我们提出一种具有以下独特特征的量子电路设计方法：它允许通过复用和组合一组高度优化的量子电路，以系统化方式构造高效量子电路。具体而言，该方法通过实现群的表示矩阵的线性组合（这些矩阵具有已知的快速量子电路）来为给定酉矩阵实现量子电路。我们通过推导离散 Hartley 变换和分数阶 Fourier 变换的极高效量子电路来阐释并说明该方法。该设计方法扎实的数学基础使得能够对所得电路给出有意义且自然的解释。我们通过给出已知隐形传态电路的自然解释来展示这一方面。