Synthesis of Multivalued Quantum Logic Circuits by Elementary Gates
提出了广义受控X（GCX）门作为二量子基元门，并基于Cartan分解给出了单量子基元门。然后，我们讨论了这些基本门的物理实现，并表明它是可行的与当前的技术。利用这些基本门可以方便地综合出许多重要的量子量子门。我们为各种受控量子门的综合提供了有效的方法，大大简化了现有一般多值量子线路的综合。此外，我们推广的量子香农分解（QSD），最强大的技术的通用量子比特电路的合成，量子的情况下。通过对四量子电路和量子位电路的比较，发现在量子线路的综合中，使用四量子电路可能比使用量子位电路更有优势。
2013-02-01 quant-ph
Architecture aware compilation of quantum circuits via lazy synthesis
量子位路由是量子线路编译中的一个关键问题。它包括重写一个量子线路，通过添加尽可能少的指令，使电路符合某些体系结构的连接约束。通常，这个问题通过SWAP插入技术或使用架构感知合成算法重新合成电路的部分来解决。在这项工作中，我们提出了一个元启发式耦合的迭代方法的交换插入技术与贪婪的体系结构意识的合成例程。我们提出了两个新的编译算法的基础上，这个元启发式和比较他们的性能，以国家的最先进的量子电路编译技术的几个标准类的量子线路和显示显着减少纠缠门开销由于编译。
2022-06-02 quant-ph
Parallelizing Large-Scale Tensor Network Contraction on Multiple GPUs
Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；NVIDIA Corporation（英伟达公司）
提出一种多GPU框架，通过显式通信和通信感知的分布规划，在固定收缩路径上实现高效并行，相比切片方法获得显著加速。
2026-06-01 cs.DC quant-ph
Synthesis and Optimization of Reversible Circuits for Homogeneous Boolean Functions
齐次布尔函数是任何密码系统的重要组成部分。为齐次布尔函数构造优化的可逆电路的能力可能会产生在诸如量子计算机之类的新型计算范例上构建密码系统的可能性。本文提出了一种因式分解算法来综合这样的电路。
2007-10-02 quant-ph
Tight Bounds on the Synthesis of 3-bit Reversible Circuits: NFT Library
可逆电路综合问题可以归结为置换群问题。这使得Schreier-Sims算法的强生成集寻找问题，以找到紧边界的3位可逆电路的综合使用NFT库。紧界包括3位可逆电路的最大和最小长度，3位可逆电路的最大和最小代价。分析表明，更好的结果比文献中发现的成本的下限。分析还表明，有1960个通用可逆子库从主NFT库。
2013-04-25 quant-ph
QGo: Scalable Quantum Circuit Optimization Using Automated Synthesis
量子计算的当前阶段处于噪声中间尺度量子（NISQ）时代。在NISQ设备上，双量子比特门（如hocT）比单量子比特门噪声大得多，因此必须尽量减少它们的数量。量子线路综合是将任意幺正电路分解为一系列量子门的过程，并且可以用作优化工具来产生更短的电路以提高整体电路保真度。然而，合成的解决方案的时间随着量子比特的数量呈指数增长。因此，对于大量子比特规模的电路，合成是难以处理的。在本文中，我们提出了一个分层的，逐块优化框架，QGo，量子线路优化。我们的方法允许指数成本优化，以扩展到大型电路。QGo使用分区和合成的组合：1）将电路划分为一系列独立的电路块; 2）使用量子合成重新生成和优化每个块; 3）通过将所有块拼接在一起重新组成最终电路。我们进行了分析，并显示在三个不同的制度保真度的改善：小尺寸的电路上的真实设备，中等大小的电路上的噪声模拟，和大尺寸的电路上的分析模型。使用一组NISQ基准测试，我们表明，QGo可以减少CNOT门的数量，平均减少29.9%，与工业编译器（如t| ket>.当在IBM Athens系统上执行时，较短的深度导致较高的电路保真度。我们还展示了我们的QGo技术的可扩展性，以优化60+量子位的电路。我们的技术是第一次成功地采用和缩放合成的编译工具链中的大型电路的演示。总的来说，我们的方法是强大的直接纳入生产编译器工具链。
2022-03-23 quant-ph
Approximate Quantum Circuit Synthesis using Block-Encodings
量子计算的挑战之一是将酉算子综合成具有多对数门复杂度的量子线路。一般来说，通用酉的精确合成需要指数数量的门。我们提出了一种新的近似量子线路合成技术，通过放松幺正约束，并通过块编码将它们交换为辅助量子比特。这种方法将更容易合成的较小的块编码结合到用于较大运算符的量子线路中。由于使用块编码，我们的技术不限于酉算子，也可以应用于任意算子的合成。我们表明，运营商可以近似的一个典型的polyadic表达式与polylogarithmic数量的条款，可以合成与polylogarithmic门复杂度相对于矩阵维数。
2020-10-23 quant-ph
A Novel Synthesis Algorithm for Reversible Circuits
本文提出了一种新的基于非搜索的可逆电路综合算法。与广泛使用的基于搜索的方法相比，我们的算法是guarantied产生的结果，可以导致一个解决方案，与更少的步骤。为了评估所提出的方法，几个电路取自文献。实验结果证实了预期的结果。
2010-04-09 quant-ph
QFAST: Quantum Synthesis Using a Hierarchical Continuous Circuit Space
我们提出了QFAST，量子合成工具，旨在产生短路，并在实践中扩展良好。我们的贡献是：1）能够对布局和拓扑进行编码的电路的新颖表示; 2）具有迭代细化公式的分层方法，其将电路结构搜索期间的“粗粒度”快速优化与仅在最终电路实例化阶段中的良好但较慢的优化阶段相结合。与最先进的技术相比，尽管不是最佳的，但QFAST可以为领域科学家使用的“时间相关进化”算法生成更短的电路。我们还展示了我们的配方在电路深度和运行时间方面的可组合性和可调性。例如，我们展示了如何在给定的层次结构中插入最佳的第三方合成算法来生成较短的电路。可组合性实现了跨芯片架构的可移植性，这是现有方法所缺少的。
2020-03-26 quant-ph
Synthesis of Arbitrary Quantum Circuits to Topological Assembly: Systematic, Online and Compact
将任意量子线路变换成由表面码量子纠错码（拓扑量子纠错的变体）保护的形式是具有挑战性的，特别是如果目标是最小化开销。其中一个问题是在抽象计算所需资源的时空体积中有效地放置魔态蒸馏子电路，即所谓的蒸馏盒。这项工作提出了一个通用的，系统的，在线的方法，这样的电路的综合。蒸馏箱的放置由所谓的控制器控制。这项工作介绍了一个贪婪的调度程序生成紧凑的盒子放置。实现的软件，其源代码可在网上，是用来说明和讨论合成的例子。提出了合成和优化改进。
2017-11-04 quant-ph
Optimal synthesis of multivalued quantum circuit
虽然多值量子逻辑综合已经有了很多工作，但多值量子线路是否比传统的二值量子线路更有效的问题仍然没有解决。在这篇文章中，我们致力于一般多值量子线路的优化。改进了多值量子Shannon分解（QSD），使所得电路对所有维数d都是渐近最优的。对均匀多重控制$R_y$旋转的综合也进行了优化，使电路进一步简化。研究了多值量子线路复杂度的理论下界，提出了一个衡量多值量子线路综合效率的指标--效率指数.这里给出的qudit电路的算法是一个有效的综合例程，它产生所有维度d的最佳已知结果，并且对于这两种情况，qudit n的数量都很小，并且是渐近的。多值量子线路确实比二值量子线路更有效。事实上，量子电路的复杂性下限的主导因素与量子比特电路相比小了d-1倍，并且渐近效率指数随着维数d的增加而增加，揭示了量子电路相对于一般量子比特电路的潜在优势。用本文给出的算法综合的一般n量子电路和一般二量子电路是比最有效的量子电路更有效的实用电路。
2015-06-14 quant-ph
(A Variant of) Clifford Circuit Synthesis is NP-Complete
Johannes Kepler University Linz（林茨约翰内斯·开普勒大学）
本研究证明最优Clifford电路综合的一个变体是NP难的，通过将3边可着色性归约到CZ门电路综合，并证明额外Clifford门无法改进深度，从而明确其复杂性边界。
2026-10-02 quant-ph
Reducing Quantum Circuit Synthesis to #SAT
该研究首次将通用量子电路合成问题归约到最大模型计数，提出针对 Clifford+T 门集的 #SAT 编码，并扩展 d4Max 支持复数与负权重以表示振幅，实验证明经典工具有潜力解决量子电路合成问题。
2025-11-04 quant-ph
Synthesis of Ternary Quantum Logic Circuits by Decomposition
用于量子计算的多值逻辑的最新研究已经显示出用于按比例放大量子计算机的实际优势。多值量子系统也被用于量子密码学的框架中，并且通过推广量子比特簇态，提出了量子比特簇态的概念。提出了一种基于进化算法的三值量子线路综合器和一种基于矩阵分解的综合方法，提出了一种基于余弦-正弦酉矩阵分解的三值量子线路递归综合方法。
2005-11-04 quant-ph
Parallelizing quantum simulation with decision diagrams
本文针对量子模拟中决策图方法缺乏并行化策略的问题，提出多种并行化决策图运算的最优策略，并在 Grover 算法和随机电路上实现比单线程 DDSIM 快 2-3 倍的模拟性能。
2023-12-04 cs.DC quant-ph
Fault-tolerant circuit synthesis for universal fault-tolerant quantum computing
提出了一种基于级联码实现通用容错量子计算的量子线路综合算法。为了实现容错量子计算，需要将容错量子协议转换为基于最近邻相互作用的可执行量子线路。与基本上基于局部运算定义的拓扑码不同，对于级联码，可以通过应用量子线路综合来获得由局部运算组成的电路。然而，通过现有的为普通量子计算算法开发的量子线路综合，在所得到的电路中可能不能保持协议的容错性。此外，实现通用容错量子计算的量子线路还需要考虑更多的问题。首先，当选择量子位移动路径（一系列\emph{SWAP}门）以满足几何局域性约束时，我们不必在数据量子位上传播量子错误。第二，电路应该是独立的，这样无论情况如何都可以独立行动。第三，对于通用的容错量子计算，我们需要多个容错量子协议的多个容错量子线路作用于同一输入，一个逻辑数据量子比特。最后，我们需要回顾一下容错协议，如综合征测量和编码器隐含地包括以测量结果为条件的经典控制处理，因此必须在时间流中划分量子线路以执行经典控制。本文提出了电路综合的方法来解决这一问题，并给出了如何综合$[[7,1,3]]$ Steane码的通用容错协议集和$[[23, 1, 7]]$ Golay码的伴随式测量协议。
2022-06-06 quant-ph
QFAST: Conflating Search and Numerical Optimization for Scalable Quantum Circuit Synthesis
我们提出了一个量子合成算法，旨在产生短路和规模以及在实践中。的主要贡献是一种新的表示电路能够编码布局和拓扑结构使用通用的“门”，这使得QFAST算法，以取代昂贵的搜索电路结构与几个步骤的数值优化。与最佳深度、基于搜索的最先进技术相比，QFAST产生了类似的结果：电路长度增加了1.19倍，最多可达4个量子位，编译速度提高了3.6倍。此外，QFAST可扩展至7个量子位。与Qiskit中最先进的基于“规则”的分解技术相比，QFAST产生的电路短了两个数量级（331倍），尽管慢了5.6倍。我们还展示了与其他技术的可组合性和我们的配方在电路深度和运行时间方面的可调性。
2021-03-12 quant-ph
Comparison of the Cost Metrics for Reversible and Quantum Logic Synthesis
提出了一种确定由量子非门、量子控制非门、量子控制V门和量子控制V+门组成的最佳三线电路的宽度优先搜索方法。结果是简单的门计数和技术驱动的成本指标。最佳的NCV电路也比较NCV电路从最佳的非，CNOT和Toffoli（NCT）门电路。这里提出的工作提供了基本的结果和动机继续研究的直接综合的NCV电路，并建立在不同的电路成本指标的功能实现之间的关系。
2006-02-04 quant-ph
EPOC: A Novel Pulse Generation Framework Incorporating Advanced Synthesis Techniques for Quantum Circuits
本文提出 EPOC 框架，首次将电路综合引入量子最优控制，通过 ZX-Calculus、电路划分与等价表示优化加速脉冲生成，实现 31.74% 和 76.80% 的延迟降低。
2024-05-06 quant-ph
Architecture-Aware Synthesis of Stabilizer Circuits from Clifford Tableaus
针对NISQ时代量子硬件门数优化需求，提出基于Clifford表象的架构感知稳定子电路综合方法，在硬件连通图内优化CNOT门，在门数、保真度和执行时间上优于现有前沿技术。
2024-10-30 quant-ph
High-Performance Exact Synthesis of Two-Qubit Quantum Circuits
Photonic Inc.（光子公司）；George Mason University（乔治梅森大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文提出了一种基于Clifford+T门集的两量子比特电路精确合成框架，通过优化T计数和构建查找表，实现了高效且可重用的合成引擎。
2026-01-27 quant-ph
Quantum circuit synthesis for fermionic excitations in coupled cluster theory
National Taiwan University（国立台湾大学）；Chang Gung University（长庚大学）；Chang Gung Memorial Hospital（长庚纪念医院）
本文通过量子计算优先方法推导了单粒子耦合簇算子，揭示其结构源自费米子代数在单位元约束下的自然涌现，澄清了量子化学与量子计算实现间的概念差距。
2026-10-27 quant-ph
Reversible Logic Circuit Synthesis
可逆或信息无损电路在数字信号处理、通信、计算机图形学和密码学中有应用。它们也是新兴的量子计算领域的基本要求。我们研究的可逆电路，采用最少数量的门，不包含冗余的输入输出线对（临时存储通道）的合成。我们建设性地证明，每一个偶置换可以实现没有临时存储使用非，CNOT和TOFFOLI门。我们描述了一种算法的最佳电路的合成和研究的可逆功能的三根电线，报告分布的电路尺寸。我们研究了可逆电路的电路分解，其中相同类型的门彼此相邻。最后，在量子计算的一个重要应用中，我们合成了Grover搜索算法的预言机电路，并显示出比以前提出的合成算法有显着改进。
2003-02-27 quant-ph
Automatic synthesis of quantum circuits for point addition on ordinary binary elliptic curves
在为Shor算法求解离散对数问题设计量子线路时，实现群运算是一项成本关键的任务。我们介绍了一个工具，用于自动生成普通的二进制椭圆曲线，一个突出的平台组的数字签名的加法电路。我们的Python软件生成的电路描述，在不增加量子位数或T深度的情况下，涉及的T门数量不到以前最好的构造的39%。该软件还通过适当的图形着色来优化GF（2）线性运算的（CNOT）深度。
2014-01-10 quant-ph
Optimal quantum circuit synthesis from Controlled-U gates
从几何方法，我们推导出所需的任意控制酉门的最小数量的应用程序来构建一个通用的量子线路。一个新的分析施工过程中，提出并证明是最优或接近最优。这一结果可以推广到提高任意纠缠门构造通用量子线路的效率。具体来说，对于受控非门和双受控非门，我们开发了简单的分析方法来构造具有三种应用的通用量子线路，这是最不可能的。
2003-08-29 quant-ph
Unitary Synthesis with AlphaZero via Dynamic Circuits
本文提出受 AlphaZero 启发的强化学习智能体，利用离散逻辑门精确编译酉变换，并扩展到含测量与条件门的动态电路，以低推理时间高效综合可复用量子子程序。
2025-08-28 quant-ph
Approximate Quantum Circuit Synthesis for Diagonal Unitary
针对NISQ时代量子电路综合问题，提出基于资源限制的对角幺正矩阵近似合成算法，可在普通笔记本上合成最多15量子比特的电路，在0%-12%误差范围内平均减少3.2ε的CNOT门，12量子比特合成需6.57秒、15量子比特约561.71秒。
2024-12-02 quant-ph
Discovering Quantum Circuit Components with Program Synthesis
针对量子算法需人工设计、量子力学反直觉导致量子计算新方式难探索的问题，提出用程序合成形式的AI从基本门出发自动发现复合门库，助力酉矩阵分解等量子电路合成任务并可复用经验概念。
2023-05-02 quant-ph
Efficient Synthesis of Linear Reversible Circuits
在本文中，我们考虑使用C-NOT门库的n线线性可逆电路的电路综合。这些电路是一类重要的可逆电路，可应用于量子计算。以前的算法，基于高斯消去和LU分解，在最坏情况下产生O（n^2）门电路。然而，信息论的界限表明，这可能会减少到O（n^2/log n）门。我们提出了一种算法，是最佳的乘法常数，以及Theta（log n）倍比以前的方法。虽然我们的结果主要是渐近的，模拟结果表明，即使相对较小的n，我们的算法是更快，比标准方法产生更有效的电路。一般来说，我们的算法可以被解释为一个矩阵分解算法，产生一个渐近有效的分解成一个产品的基本矩阵的二进制矩阵。
2003-02-03 quant-ph
Multi-qubit circuit synthesis and Hermitian lattices
本文提出多量子比特精确综合的新最优与启发式算法，利用埃尔米特格理论证明效率，并实现双量子比特电路运行时间与T计数成正比。
2024-05-29 quant-ph
Quantum Ternary Circuit Synthesis Using Projection Operations
三值量子线路的综合涉及到三值量子域中的基本逻辑门及其运算。只有少数作品定义了三进制量子逻辑实现的三进制代数。本文将一个三值逻辑函数表示为包含一个新的投影运算的投影运算。本文还提出了一种利用广义三值门和投影运算实现新型多四值三值门的方法。我们还介绍了十个简化规则，以减少辅助qutrits和门级。我们的方法产生更低的门成本和更少的门电平和辅助qutrits比早期的方法获得的三进制基准电路。利用我们提出的方法，在没有任何辅助四元组的情况下，合成了$n$四元组三进制和函数.
2012-05-09 quant-ph
Optimized synthesis of circuits for diagonal unitary matrices with reflection symmetry
针对NISQ时代量子电路优化需求，本文研究具有反射对称性的对角酉矩阵电路综合，提出优化纠缠门数的构造性算法，相比通用方法将门数和电路深度均减少近一半。
2024-04-12 quant-ph
A Cost-Effective Layout-Aware Quantum Circuit Synthesis For Triangular, Square, and Heavy-Hex Layouts
Portland State University（波特兰州立大学）
本文提出了一种基于正Davio晶格的布局感知量子电路综合方法，通过引入SWAT门实现低成本的电路映射，适用于三角形、方形和重六边形布局。
2026-01-05 quant-ph
Quantum Circuit Synthesis Using an Exact T Library
University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
本文提出一种精确T库方法，通过规范布尔函数并预计算T最优实现，有效降低T门数量，提升加密模块性能。
2026-05-14 quant-ph
HOPPS: Hardware-Aware Optimal Phase Polynomial Synthesis with Blockwise Optimization for Quantum Circuits
HOPPS通过分块优化策略优化量子电路中的CNOT计数和深度，提升量子电路的保真度。
2025-11-24 quant-ph
Automatic Depth-Optimized Quantum Circuit Synthesis for Diagonal Unitary Matrices with Asymptotically Optimal Gate Count
本文针对对角酉矩阵综合提出一种深度优化算法，在保持渐近最优门数的同时将电路深度较先前方法降低近一半，并在随机矩阵和QAOA电路上验证了显著效果。
2022-12-02 quant-ph
Efficient quantum circuit synthesis for SAT-oracle with limited ancillary qubit
如何在有限的资源下实现量子预言，这引起了人们的关注。我们设计了两个辅助可调的高效算法来合成SAT问题的关键组件SAT-oracle。以前的工作需要2 m-1个辅助量子位和O（m）个基本门来合成一个m子句的预言机。第一种算法将辅助量子比特的数量减少到2个\sqrt{m}，电路尺寸最多增加8倍。辅助量子比特的数量可以进一步减少到3个，电路尺寸以二次增加。第二种算法旨在减少电路深度。通过利用第二算法，电路深度可以减少到O（log m），具有m个辅助量子位。
2022-06-09 quant-ph
Harnessing the Power of Long-Range Entanglement for Clifford Circuit Synthesis
针对超导架构连通性受限问题，提出利用辅助量子比特作为纠缠总线注入大型GHZ态以实现长程操作，并给出了Clifford等电路合成的规模界限与高效合成方案。
2023-06-29 quant-ph
Efficient High-Dimensional Quantum Circuit Synthesis: From Multi-Controlled Gates to Isometries and Quantum Channels
Institute for Advanced Study in Mathematics, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学高等研究院）；School of Mathematics, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学数学学院）
研究多控制门的量子电路合成，提出有效方案减少基本门数量，改进了现有复杂度界限，给出等距变换和量子通道的电路构造，首次提出特定条件下单控制门合成方案并建立理论下限。
2026-08-19 quant-ph
Unitary Synthesis of Clifford+T Circuits with Reinforcement Learning
该研究提出基于Gumbel AlphaZero树搜索的深度强化学习方法，解决无参数Clifford+T门集合的酉综合问题，在多量子比特场景下综合效率优于多款现有工具，为后续酉综合算法提供强基线。
2024-09-03 quant-ph
Synthesis of Arbitrary Quantum Circuits to Topological Assembly
给定一个量子算法，设计一个在真实硬件上实现该算法并结合拓扑量子纠错的有效物理门序列是非常重要的。在本文中，我们提出了实现这一目标的第一步，重点是生成正确的和简单的安排对应于一个给定的量子线路的拓扑结构，在很大程度上忽略了它们的效率。我们详细介绍了在追求效率的过程中需要解决的许多挑战。软件源代码可在https://github.com/alexandrupaler/tqec上查阅。
2016-04-28 quant-ph
StabilizerBench: A Benchmark for AI-Assisted Quantum Error Correction Circuit Synthesis
University of Washington（华盛顿大学）
StabilizerBench通过192种稳定子码提供了一个基准，涵盖12种家族、4-196个量子比特和距离2-21的代码，分为三个递增难度任务：状态准备电路生成、电路优化和容错电路合成，采用统一评分系统评估AI在量子误差校正中的能力与质量。
2026-04-23 quant-ph
Algebraic Characterization of CNOT-Based Quantum Circuits with its Applications on Logic Synthesis
量子算法的指数级加速和当前CMOS工艺对未来设计技术的基本限制已经将注意力转向量子线路。本文研究了一类广泛的量子线路，即基于量子点的量子线路的矩阵描述。我们证明了基于hocT的电路的矩阵元素只能是0或1。此外，这种矩阵的列或行恰好有一个值为1的元素。此外，我们表明，这些规格可以用来合成基于hocT的量子线路。换句话说，引入了一种新的方案，使用一种新的基于量子的卡诺图扩展将矩阵表示转换为其SOP等价物。然后，我们应用基于搜索的方法将获得的SOP转换为基于hocT的电路。实验结果证明了所提出的概念的正确性。
2010-04-09 quant-ph
Asymptotically optimal synthesis of reversible circuits
本文提出一种算法，使用不超过O(2^n n/log n)个基本门实现任意n线可逆电路，证明了其匹配2003年提出的下界，从而解决了可逆电路综合渐近最优性的开放问题。
2024-11-16 quant-ph
Splitting and Parallelizing of Quantum Convolutional Neural Networks for Learning Translationally Symmetric Data
Fujitsu Limited（富士通株式会社）；Fujitsu Research（富士通研究所）
本文提出分割并行化量子卷积神经网络（sp-QCNN），利用平移对称性分割电路，在不增加量子比特数的情况下提高测量效率并加速学习，在量子相位识别任务中达到与传统 QCNN 相当的准确率。
2024-02-28 cs.LG quant-ph
Quantum circuit synthesis for the preparation of arbitrary and highly sparse mixed quantum states
National Taiwan University（台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）
本文提出两种电路合成方法，用于准备任意和高度稀疏的混合量子态，通过Cholesky分解提升预处理效率和电路复杂度，同时引入不完全Cholesky分解与阈值丢弃来构造高保真度的近似目标密度矩阵。
2026-05-17 quant-ph
TATVA: A Reinforcement Learning Framework for Quantum Circuit Synthesis
K.K. Wagh Institute of Engineering Education and Research（K.K. Wagh工程教育与研究所）
提出TATVA强化学习框架，将量子电路综合视为序列决策问题，结合DQN和PPO并行架构，实现5量子比特、保真度0.999999的紧凑电路合成，并支持泛化。
2026-10-02 quant-ph
Making Neural Networks More Suitable for Approximate Clifford+T Circuit Synthesis
本文提出全局相位不变操作、随机酉扰动数据增强和图像编码技术，提升深度神经网络在强化学习引导的近似Clifford+T量子电路综合中的性能。
2025-04-22 quant-ph
Clifford Circuit Synthesis for Distributed Quantum Architectures with Arbitrary Network Topology
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
针对任意网络拓扑的分布式量子架构，提出基于分块矩阵高斯消元的渐近最优Clifford电路合成方法，可扩展至Clifford+RZ电路，在CSS码中实现CNOT电路需O(nk)个分块间横向CNOT及分块内泡利测量。
2026-08-14 quant-ph
A recursively partitioned approach to architecture-aware ZX Polynomial synthesis and optimization
本文针对 PauliOpt 架构感知综合提出递归分区的启发式搜索与分治方法，从 ZX 多项式综合优化量子电路，并在随机电路上取得显著优势。
2023-03-31 quant-ph
Efficient Circuits for Exact-Universal Computations with Qudits
本文研究量子点的量子线路的有效实现。我们表明，受控的两个qudit门可以实现没有ancillas和证明的门库包含任意本地幺正和一个两个qudit门，CINC，是准确的普遍。最近的一篇论文（PRL 94 230502）描述了用于量子的量子线路，其需要O（d^n）个用于状态合成的双量子门和O（d^{2n}）个用于酉合成的双量子门，匹配相应的下限复杂度。在这项工作中，我们提出了更详细的状态合成电路，并证明它是正确的。此外，原算法中所需的（n-2）/（d-2）ancillas可以被删除，而不改变渐近性。此外，我们提出了一个新的酉合成算法，启发QR矩阵分解，这也是渐近最优的。
2005-09-22 quant-ph
On the Synthesis of Sequential Reversible Circuit
用三种不同的逻辑方法给出了SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、主从D触发器和主从JK触发器的可逆电路。所有的电路已经优化与现有的局部优化算法的帮助下（例如模板匹配，移动规则和删除规则）和优化的时序电路已与早期的建议相同。它已被证明，目前的建议有较低的门复杂度和较低的垃圾位的数量相比，早期的建议。还表明，通过引入新的门，在一些早期的建议中获得的门计数的优点是\textcolor{black}{artifact}，如果允许，则每个电路块（除非有测量）可以减少到单个门。此外，它示出了一个可逆的触发器，甚至可以构建没有反馈。在这种情况下，一些重要的概念性问题有关的设计和优化的顺序可逆电路也得到了解决。
2007-07-28 quant-ph
Linear Circuit Synthesis using Weighted Steiner Trees
本文针对连通性受限量子设备上的 CNOT 电路优化问题，提出使用加权斯坦纳树及低成本权重启发式方法，实验表明可将 CNOT 门数量减少最多 10%。
2024-08-07 quant-ph
Characterization, synthesis, and optimization of quantum circuits over multiple-control $\textit{Z}$-rotation gates: A systematic study
本文针对多控制 Z 旋转门量子电路，建立电路-多项式对应关系，提出最优门数综合方法与深度优化迭代算法，并在对角厄米算符和 QAOA 电路上实现电路深度平均降低 33.40% 和 15.55%。
2023-04-18 quant-ph
