用于降低顺序泡利基计算中T门数量的非平凡多乘积交换关系

能够减少T门数量的量子编译器对于最小化容错量子计算的开销至关重要。为实现有效的T门数量优化,研究人员需要发掘现有工具尚未利用的等效电路转换规则。该研究团队提出将任意给定Clifford+T电路重写为由Clifford模块和基于Pauli串行计算组成的结构,并引入一种非平凡且无需辅助比特的等效转换规则——多重乘积对易关系(MCR)。该规则利用多Pauli算子间的特定对易特性构建门序列,可生成看似不可对易但实际可交换的电路实例。 为验证现有编译器是否考虑该对易规则,研究人员通过量子电路“非优化”技术创建基准测试数据集。该技术通过人为引入冗余操作(同时保持电路等价性),借助“非优化”前原始电路的结构信息,通过比较优化后电路与原始电路的匹配度,实现编译器性能的量化评估。数值实验表明,当前编译器尚未整合基于MCR的转换规则。这一发现揭示了通过集成MCR感知的转换规则来进一步降低T门数量的潜在可能,为量子编译器的改进提供了新方向。
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提交arXiv: 2025-09-24 12:19

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