Informacja

Drogi użytkowniku, aplikacja do prawidłowego działania wymaga obsługi JavaScript. Proszę włącz obsługę JavaScript w Twojej przeglądarce.

Tytuł pozycji:

Optimal two-qubit circuits for universal fault-tolerant quantum computation

Tytuł:
Optimal two-qubit circuits for universal fault-tolerant quantum computation
Autorzy:
Andrew N. Glaudell
Neil J. Ross
Jacob M. Taylor
Temat:
Physics
QC1-999
Electronic computers. Computer science
QA75.5-76.95
Źródło:
npj Quantum Information, Vol 7, Iss 1, Pp 1-11 (2021)
Wydawca:
Nature Portfolio, 2021.
Rok publikacji:
2021
Kolekcja:
LCC:Physics
LCC:Electronic computers. Computer science
Typ dokumentu:
article
Opis pliku:
electronic resource
Język:
English
ISSN:
2056-6387
Relacje:
https://doaj.org/toc/2056-6387
DOI:
10.1038/s41534-021-00424-z
Dostęp URL:
https://doaj.org/article/b87c367ca64743fbbbb519b209473cc6  Link otwiera się w nowym oknie
Numer akcesji:
edsdoj.b87c367ca64743fbbbb519b209473cc6
Czasopismo naukowe
Abstract We study two-qubit circuits over the Clifford+CS gate set, which consists of the Clifford gates together with the controlled-phase gate CS = diag(1, 1, 1, i). The Clifford+CS gate set is universal for quantum computation and its elements can be implemented fault-tolerantly in most error-correcting schemes through magic state distillation. Since non-Clifford gates are typically more expensive to perform in a fault-tolerant manner, it is often desirable to construct circuits that use few CS gates. In the present paper, we introduce an efficient and optimal synthesis algorithm for two-qubit Clifford+CS operators. Our algorithm inputs a Clifford+CS operator U and outputs a Clifford+CS circuit for U, which uses the least possible number of CS gates. Because the algorithm is deterministic, the circuit it associates to a Clifford+CS operator can be viewed as a normal form for that operator. We give an explicit description of these normal forms and use this description to derive a worst-case lower bound of $$5{{\rm{log}}}_{2}(\frac{1}{\epsilon })+O(1)$$ 5 log 2 ( 1 ϵ ) + O ( 1 ) on the number of CS gates required to ϵ-approximate elements of SU(4). Our work leverages a wide variety of mathematical tools that may find further applications in the study of fault-tolerant quantum circuits.

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies