通用量子随机存取存储器:一种数据无关的酉结构

该研究团队提出了一种量子随机存取存储器(QRAM)的构建方案,该方案实现了单一且数据无关的酉算子。与基于路由的方法或产生数据相关酉算子的电路方法不同,该团队的通用QRAM将数据编码在存储量子比特中,这些量子比特在块对角置换结构中充当量子控制信号。关键创新在于利用存储量子比特作为控制信号,使得地址处于叠加态时能实现相干查找。对于包含N个地址且数据字长为K位的系统,该构建方案需使用log2 N +K +NK个量子比特,并精确分解为NK个多控制门。研究人员已验证N∈{2,4,8,16}和K∈{1,2,3,4}时的构建效果,确认所得酉算子为纯置换矩阵,在所有数据配置下均实现零误差。该方法通过分离固定电路结构与可变数据编码,显著简化了QRAM的实现过程。

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提交arXiv: 2025-12-15 05:46

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