精确量子电路优化属于co-NQP难题

在量子计算资源仍显稀缺且错误率居高不下的背景下,最小化量子电路资源消耗对实现实用量子优势至关重要。该研究团队针对以下自然问题展开研究:给定电路C,计算其等效电路C′以最小化量子资源类型——具体表现为(i)任意门、(ii)非克利福德门、(iii)叠加门或(iv)纠缠门的数量或深度。研究表明,当C由能精确实现H门和TOF门的任意门集合表示时,上述每个优化问题对co-NQP均属难解问题,除非多项式层次结构塌缩,否则其求解复杂度超出多项式层次结构范围。该成果强化了近期文献中建立的NP难解性下界,并将与已知上限(针对克利福德+T门体系下(i)-(iii)类问题及H+TOF电路下(i)-(iv)类问题的NQPNP上界)之间的差距进一步缩小。

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提交arXiv: 2025-10-18 09:31

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