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量子计算机受控门操作的初态相关优化
将量子算法编码到量子电路中没有唯一的方法。由于量子比特数、连接性和相干时间有限，量子电路优化对于充分利用近期量子设备至关重要。我们引入了一种名为 Aqcel 的新型电路优化器，旨在根据电路的初始状态从受控门中删除冗余的控制操作。特别地，Aqcel 可以通过使用量子计算机识别零振幅计算基态，从多项式计算资源中的多控门中去除不必要的量子比特控制，即使所有相关量子比特都纠缠在一起。作为基准，Aqcel 部署在用于模拟高能物理中的终态辐射的量子算法上。对于这个基准，我们已经证明 Aqcel 优化的电路可以用少得多的门产生等效的终态。此外，当将 Aqcel 与嘈杂的中型量子计算机一起部署时，它可以通过截断低于某些阈值的低振幅计算基础状态来有效地生成与原始电路近似的量子电路，并且保真度很高。我们的技术可用于各种量子算法，为进一步简化量子电路以使其对实际设备更有效开辟了新的可能性。
量子门模式识别和电路优化
摘要。没有独特的方法将量子算法编码为Quanmu tum电路。具有有限的量子计数，连接性和连贯性时间，电路优化对于在未来十年中充分利用量子设备是必不可少的。我们介绍了两个单独的电路优化想法，并将它们组合在称为AQCEL的多层量子电路优化协议中。第一个成分是一种识别量子门重复模式的技术，开辟了未来硬件优化的可能性。第二个成分是通过识别零或低振幅计算基础状态和冗余门来降低电路复杂性的方法。作为演示，AQCEL被部署在迭代且有效的量子算法上，旨在模拟高能物理中的最终状态辐射。对于此算法，我们的优化方案带来了与原始电路相比，栅极计数的显着降低而不会失去任何精度。另外，我们已经研究了是否可以使用多项式资源在量子计算机上证明这一点。我们的技术是通用的，可以用于多种量子算法。