只有一个干净辅助比特的大Toffoli门的自适应Clifford+T分解

多控Toffoli门是量子计算中的基本构建模块,广泛应用于量子算术、模拟和搜索算法中。在容错架构中,其实现受限于非克利福德资源的高昂成本,尤其是T门计数和T门深度。近期研究表明,利用辅助量子比特、相对相位Toffoli门和动态电路技术可显著降低这一开销。本文研究了在单个干净辅助量子比特和条件干净辅助量子比特存在的情况下,使用3输入和4输入相对相位Toffoli门对大型Toffoli门进行分解的方法。该团队给出了结合基于动态电路的反计算和测量条件校正的Clifford+T实现的显式资源界限。该团队的分析重点在于固定CX和T门计数开销下的T门深度降低,确保与近期设备的适用性。结果表明,引入4输入相对相位Toffoli门可通过增强并行性实现显著的T门深度降低,同时保持有利的辅助量子比特需求。该团队进一步通过实验评估和与现有方法的对比分析验证了理论结果。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-18 10:11

量科快讯