多量子比特托弗利门:T门数量指数级减少

Beverland等人的前期工作[2]表明,要实现n量子比特托佛利门的精确克里福德+T电路,至少需要n个T门。本研究表明,通过引入可忽略的1/多项式(n)误差(该误差在多数实际应用中可忽略不计),便能以指数级减少T门数量。具体而言,通过随机选取的克里福德+T电路,仅需最多O(log(1/ε))个T门,即可在钻石距离度量下以ε误差实现n量子比特托佛利门。研究人员同时给出了匹配的Ω(log(1/ε))下限证明其最优性,并指出任何实现恒定误差的纯酉电路必须使用Ω(n)个T门。该工作还扩展采样技术以实现其他布尔函数,并基于非自适应奇偶决策树复杂度及其随机化变体,阐述了布尔函数T门数量的上下界。
提交arXiv: 2025-10-08 16:56

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