任何Clifford+T电路都可以通过恒定的T深度开销进行控制

由于一个由CNOT门构成的n量子比特电路最多可包含Ω(n²/log n)个CNOT门,很自然地会预期:要实现此类电路的受控版本需要Ω(n²/log n)个托佛利门。该研究团队证明,托佛利门数量可降至最多n个。即便不使用任何辅助量子比特或测量操作,通过牺牲2n个托佛利门,其电路深度也可降至O(1)。事实上,若采用基于测量的非计算技术,托佛利深度可进一步压缩至1。由此推导出两个推论:任何受控克利福德电路均可在O(1)的T深度下实现;任何具有T深度D的克利福德+T电路,即使无辅助量子比特,其受控版本也仅需O(D)的T深度。作为应用案例,该工作展示了如何利用一个通用的⌈log₂(8/ϵ)⌉量子比特催化态,以精确为1的T深度来催化实现任意角度、精度达ϵ的量子旋转操作。
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提交arXiv: 2025-12-31 17:28

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