Parallelizing quantum circuits

Parallelizing quantum circuits
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并行化量子电路

DOI:
10.1016/j.tcs.2008.12.046
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发表时间:
2009
影响因子:
1.1
通讯作者:
Broadbent A
Broadbent A
中科院分区:
计算机科学4区
文献类型:
--
作者:
Broadbent A

文献摘要

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我们提出了一种新的自动化技术,通过向前和向后转换到基于测量的量子计算模式来并行化量子电路,并分析了深度和空间复杂性方面的权衡。因此,我们区分了一类多项式深度电路,它们可以并行化到对数深度,而只添加一个多项式数量的辅助量子比特。特别是,基于影响行走的概念和测量角度的简单重写系统,我们首次提供了具有任意深度流的模式的完整表征。我们的方法为构建并行电路提供了新的见解,作为应用,我们展示了几种可以并行化到常数或对数深度的电路。此外,我们证明了量子电路模型和基于测量的模型之间在量子深度方面的对数分离。
We present a novel automated technique for parallelizing quantum circuits via the forward and backward translation to measurement-based quantum computing patterns, and analyze the trade off in terms of depth and space complexity. As a result we distinguish a class of polynomial depth circuits that can be parallelized to logarithmic depth while adding only a polynomial number of auxiliary qubits. In particular, we provide for the first time a full characterization of patterns with flow of arbitrary depth, based on the notion of influencing walks and a simple rewriting system on the angles of the measurement. Our method provides new insight for constructing parallel circuits and as applications, we demonstrate several classes of circuits that can be parallelized to constant or logarithmic depth. Furthermore, we prove a logarithmic separation in terms of quantum depth between the quantum circuit model and the measurement-based model.
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