A quantum random access memory (QRAM) using a polynomial encoding of binary strings
Notice bibliographique
Résumé
Quantum algorithms claim significant speedup over their classical counterparts for solving many problems. An important aspect of many of these algorithms is the existence of a quantum oracle, which needs to be implemented efficiently in order to realize the claimed advantages in practice. A quantum random access memory (QRAM) is a promising architecture for realizing these oracles. In this paper we develop a new design for QRAM and implement it with Clifford+T circuit. We focus on optimizing the T-count and T-depth since non-Clifford gates are the most expensive to implement fault-tolerantly in most error correction schemes. Integral to our design is a polynomial encoding of bit strings and so we refer to this design as [Formula: see text]. Compared to the previous state-of-the-art bucket brigade architecture for QRAM, we achieve an exponential improvement in T-depth, while reducing T-count and keeping the qubit-count same. Specifically, if N is the number of memory locations to be queried, then [Formula: see text] has T-depth [Formula: see text], T-count [Formula: see text] and uses O(N) logical qubits, while the bucket brigade circuit has T-depth [Formula: see text], T-count O(N) and uses O(N) qubits. Combining two [Formula: see text] we design a quantum look-up-table, [Formula: see text], that has T-depth [Formula: see text], T-count [Formula: see text] and qubit count [Formula: see text]. A quantum look-up table (qLUT) or quantum read-only memory (QROM) has restricted functionality than a QRAM. For example, it cannot write into a memory location and the circuit needs to be compiled each time the contents of the memory change. The previous state-of-the-art CSWAP architecture has T-depth [Formula: see text], T-count [Formula: see text] and qubit count [Formula: see text]. Thus we achieve a double exponential improvement in T-depth while keeping the T-count and qubit-count asymptotically same. Additionally, with our polynomial encoding of bit strings, we develop a method to optimize the Toffoli-count of circuits, specially those consisting of multi-controlled-NOT gates.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,011 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».