Stab-Q抗衡RAM:一种专用于特殊数据的全Cl门量子随机存取存储器

量子随机存取存储器(QRAM)是数据密集型量子算法的关键组件,但现有通用型和专用型架构都面临一个核心瓶颈:其对非克利福德门(如T门)的重度依赖,这类逻辑门在容错实现时成本极高。为应对这一挑战,该研究团队提出稳定子QRAM(Stab-QRAM)——一种专为具有仿射布尔结构(f(x)=Ax+b over 𝔽₂)数据设计的专用架构,这类函数在优化、时间序列分析和量子线性系统算法中至关重要。研究证明,实现矩阵A所需的门相互作用可表示为二分图,通过应用柯尼希边着色定理,该工作证实Stab-QRAM在存储N项数据时,能以O(log N)逻辑电路深度达到最优性能,与其O(log N)空间复杂度相匹配。最关键的是,该架构完全由克利福德门(CNOT门和X门)构成,实现T门数量为零。这一设计彻底规避了非克利福德门瓶颈,无需昂贵的魔术态蒸馏过程,使其特别适合早期容错量子计算平台。该团队重点展示了Stab-QRAM在离散动力系统中作为资源高效预言机的应用价值,以及作为量子线性系统算法核心组件的潜力,为新兴量子硬件执行数据密集型任务提供了可行路径。

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提交arXiv: 2025-09-30 16:36

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