An algorithm for the T-countAn algorithm for the T-count
Notice bibliographique
Résumé
We consider quantum circuits composed of Clifford and $T$ gates. In this context the $T$ gate has a special status since it confers universal computation when added to the (classically simulable) Clifford gates. However it can be very expensive to implement fault-tolerantly. We therefore view this gate as a resource which should be used only when necessary. Given an $n$-qubit unitary $U$ we are interested in computing a circuit that implements it using the minimum possible number of $T$ gates (called the $T$-count of $U$). A related task is to decide if the $T$-count of $U$ is less than or equal to $m$; we consider this problem as a function of $N=2^n$ and $m$. We provide a classical algorithm which solves it using time and space both upper bounded as $\mathcal{O}(N^m \text{poly}(m,N))$. We implemented our algorithm and used it to show that any Clifford+T circuit for the Toffoli or the Fredkin gate requires at least 7 $T$ gates. This implies that the known 7 $T$ gate circuits for these gates are $T$-optimal. We also provide a simple expression for the $T$-count of single-qubit unitaries.
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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 | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,019 | 0,005 |
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 ».