高效验证具有共享单量子比特酉操作的Clifford-U电路等价性

量子电路等价性验证旨在判定两个电路是否实现相同的酉变换。该验证能确保编译器的正确性和优化过程的安全性,然而现有方法大多面临计算复杂度随量子比特数或电路深度指数级增长的问题,或仅适用于特定电路结构。该研究团队提出了一种针对任意单量子比特层与Clifford层交错构成电路的验证方法——这种结构广泛存在于变分量子算法和基于Trotter分解的哈密顿量模拟中,且足够深度下可表示任意酉变换。研究人员从理论上证明了存在经典高效算法,可判定具有共享单量子比特层的电路对是否对所有可能的共享单量子比特酉变换选择都保持等价,该算法同样能验证固定单量子比特酉变换赋值下的非等价性。该工作提出的框架为新兴量子编译器的验证提供了支持,并将促进新型电路优化通道的发现。

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提交arXiv: 2026-03-13 06:25

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