量子物理
[提交于 2025年6月21日
]
标题: 基于残数数系的分布式量子乘法
标题: Residue Number System (RNS) based Distributed Quantum Multiplication
摘要: 量子态的乘法是量子算法和应用中常用的功能或子程序,使得量子乘法器成为量子算术中的关键组件。 然而,量子乘法器电路存在较高的Toffoli深度和T门使用量,这最终影响了它们的可扩展性和在量子计算机上的适用性。 为了解决这些问题,我们提出利用基于剩余数系统(RNS)的分布式量子乘法,该方法在量子计算机或任务上执行多个量子模乘电路,具有较低的Toffoli深度和T门使用量。 为此,我们提出了一种量子减1模$(2^n+1)$乘法器的设计,这是基于RNS的分布式量子乘法的关键组件。 我们提供了量子资源使用的估计,并将其与现有非分布式量子乘法器在6到16量子比特输出规模下的结果进行了比较。 我们的比较分析显示,Toffoli深度最多降低了46.018%,T门数量减少了34.483%至86.25%。
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