研究人员将量子比特激发的 CNOT 门数量降至 12 个

已实现双量子比特激发算符的 12-CNOT 分解，这是几种量子算法中的关键组件。这种新电路对之前需要 13 个 CNOT 的最先进实现进行了改进，同时实现了最低的 CNOT 深度和总电路深度，与现有方法相比仅增加了两个单量子比特门。

通过设计一种需要更少受控非门（即 CNOT）的电路，量子计算的效率达到了新水平。这些门是量子处理的基础，减少它们的数量可以最大限度地减少潜在错误，并有助于扩展量子处理器的规模。

该团队展示了双量子比特激发算符的首次分解，仅使用了 12 个 CNOT，比之前需要 13 个的方法有所改进。通过设计更高效的量子比特操纵电路，量子计算取得了重大进展。

减少受控非门（即 CNOT）的数量对于构建更大、更可靠的量子处理器至关重要。CNOT 的作用类似于传统计算机中的逻辑门，根据另一个量子比特的状态来翻转某个量子比特的状态。这种新电路还拥有最低的“电路深度”（类似于配方中的步骤数），并且与现有方法相比仅需要两个额外的单量子比特门。

减少 CNOT 门数量可实现更高效的量子计算

一支总部位于丹麦哥本哈根的团队实现了双量子比特激发算符的 12-CNOT 分解，较之前需要 13 个 CNOT 门的实现有所减少。最小化 CNOT 门数量直接降低了计算过程中出现错误的可能性，这是现有电路设计以前无法实现的壮举。与所有先前的方法相比，新电路展示了最低的 CNOT 深度和总电路深度，标志着量子过程更加精简和高效。

与最有效的现有设计相比，该电路仅需要两个额外的单量子比特门，在显著提高效率的同时，复杂性的增加极小。电路深度（指获得结果之前的顺序操作次数）与现有设计相比也处于最低水平，测量值为 10。分析显示，除了减少的 CNOT 数量和深度外，总共有 13 个单量子比特门，详见其对比指标。

更少的 CNOT 门通过优化的电路分解实现更可靠的量子计算

最小化量子电路中受控非门（即 CNOT）的数量对于减少错误和实现更复杂的计算至关重要。然而，这种分解最有效的具体量子架构仍未说明，因为不同的量子比特技术及其连接性将不可避免地影响性能。

应当承认，这种分解带来的收益将取决于所使用的具体量子计算机。通过改进之前需要 13 个门的设计，这种 12-CNOT 设计为更可靠和复杂的量子计算提供了途径。直接解决扩展量子处理器规模和最小化计算错误的关键限制，实现受控非门（翻转量子比特状态的开关）的减少，促使人们研究将这些优化技术扩展到更复杂的量子操作，并评估它们在不同量子计算架构中的性能。

研究人员展示了双量子比特激发算符的 12-CNOT 分解，比之前需要 13 个 CNOT 门的最先进电路有所减少。这种优化非常重要，因为更少的 CNOT 门通常会带来更可靠的量子计算并减少错误。作者建议将这些优化技术扩展到更复杂的操作，并评估在不同量子计算架构下的性能。

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