通过量子隐形传态实现多控托弗利门的最小托弗利深度

将复杂量子操作分解为实验可行的门集合,自量子计算早期发展以来一直是核心挑战。多控托佛利门(MCT)便是典型范例——该门在各类量子算法中应用广泛,但其分解为小规模门电路时往往导致深度激增。本工作提出一种基于量子隐形传态的分解方案,能以单位托佛利门深度实现任意多控托佛利门(控制位数量无关),同时相比现有方案保持较低托佛利门数量。该方案以线性辅助量子比特开销为代价,并需具备跨远距离量子位分配纠缠对的能力(该能力已在多个量子计算平台实现)。研究人员进一步展示了该方案在依赖多控托佛利门的电路中的优势,包括加法器算子、量子只读存储器、量子神经元及量子决策树等应用场景。
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提交arXiv: 2026-04-28 16:58

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