تحقق بهبودیافته گیت‌های یکانی کنترل‌شده در مدل محاسباتی کوانتومی یک‌طرفه با استفاده از حساب اندازه‌گیری تعمیم‌یافته

در مدل محاسبات کوانتومی یک‌طرفه (wqc1)، همبستگی کوانتومی در یک مدل درهم‌تنیده که حالت گرافی یا حالت خوشه‌ای خوانده می‌شود، باعث می‌گردد که محاسبات جامع کوانتومی تنها با استفاده از اندازه‌گیری‌های تک‌کیوبیتی محقق شود. در wqc1 محاسبات با الگوهای اندازه‌گیری یا به طور خلاصه الگو نمایش داده می‌شوند. مساله سنتز در مدل wqc1 به صورت استخراج الگو از یک ماتریس یکانی دلخواه ورودی تعریف می‌شود. معیارهای اصلی در ارزیابی الگوهای اندازه‌گیری در مدل wqc1، اندازه، عمق الگو و تعداد درهم‌تنیدگی‌های الگو است. در این مقاله، روش جدیدی برای سنتز گیت‌های یکانی u کنترل‌شده که u یک گیت تک‌کیوبیتی است در مدل wqc1 ارائه شده است. بدین منظور برای نخستین بار، ایده استفاده از حساب اندازه‌گیری تعمیم‌یافته (که از اندازه‌گیری در صفحات مختلف کره بلاخ بهره می‌برد) در مفهوم سنتز در مدل wqc1 استفاده می‌شود. بهینه‌سازی‌هایی نیز مبتنی بر این ایده پیشنهاد شده و با استفاده از آن، روش پیشنهادی برای سنتز گیت‌های یکانی کنترل‌شده در مدل wqc1 معیارهای ارزیابی اندازه، عمق و تعداد درهم‌تنیدگی‌های الگو را نسبت به بهترین کار قبلی به ترتیب به میزان 9.1%، 30% و 18.1% بهبود می‌دهد.

Improved Realization of Controlled Unitary Gates in the OneWay Quantum Computation Model Using the Extended Measurement Calculus

In oneway quantum computation model (1WQC), the quantum correlations in an entangled state, called a cluster state or graph state, are used to perform universal quantum computations using singlequbit measurements. In 1WQC, the computations are shown by measurement patterns or simply patterns. The synthesis problem in the 1WQC model is defined as extracting the pattern from a given arbitrary unitary matrix. The important criteria in evaluating measurement patterns in the 1WQC model, are the size, the depth and the number of entanglements of the pattern. In this paper, a new approach is proposed to synthesize controlledunitary U gates where U is a singlequbit gate. To this end, for the first time, the idea of applying the extended measurement calculus, which utilizes the measurements in different Bloch sphere planes, is used in the synthesis of the 1WQC model. Some optimizations are proposed for this method and a new approach is presented to synthesize controlledU gates for the 1WQC model which improves the evaluation criteria of size, depth and the number of entanglements in this model as compared to the best previous result by 9.1%, 30% and 18.1%, respectively.