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Optimal Toffoli-Depth Quantum Adder
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AI
DOI：10.1145/3743691.png)
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摘要
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高效的量子算术电路常见于众多具有实际意义的量子算法中。截至目前，对数深度的量子加法器包含一个常数系数k ≥ 2，同时达到Toffoli深度为k log n + 𝒪(1)。在本工作中，全面探索了160种进位传播结构的替代组合，以确定量子加法器的最优深度结构。通过广泛研究这些结构，表明可以实现精确的Toffoli深度为log n + 𝒪(1)。这相较于至今所提出的最佳量子加法器电路，将Toffoli深度降低了近50%。我们通过引入传播和生成形式的另一种扩展，以及模框架的扩展，展示了一种进一步可能的设计。本文详细阐述了这些设计，并辅以详细的理论分析和基于仿真的研究，有力地证实了我们在本文中所述所有可能配置中的最优性主张。这些结果也反映了近期在经典加法器电路复杂性中报告的类似改进。
Keyword:
quantum arithmetic
quantum adder
Toffoli-Depth
carry-propagation
modular framework
期刊
A
IF:
6.8
论文数:
539
被引数:
508
机构
暂无机构信息
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