[发明专利]容错量子计算机的布局

权利要求书

1.一种由一个或多个经典计算机执行的方法，包括：

将任意量子电路的布局简化为多量子位泡利矩阵的指数和多量子位泡利矩阵的测量的布局；以及

将量子计算机配置为实现经简化的布局。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述量子计算机的量子位包括数据量子位、接口量子位、以及辅助量子位。

3.根据权利要求2所述的方法，其中量子位连接图满足提供从一个或多个数据量子位到所述接口量子位的辅助路径的条件。

4.一种由一个或多个经典计算机执行的方法，包括：

将量子位标记为用于2D最近邻量子位连接图的数据量子位、接口量子位或辅助量子位之一；

提供从相应数据量子位到相应接口量子位的辅助路径；以及

将量子计算机配置为实现从相应数据量子位到相应接口量子位的所述辅助路径。

5.根据权利要求4所述的计算机实现方法，其中所述方法考虑并避免任何损坏的量子位，并且满足提供从数据量子位到所述接口量子位的辅助路径的条件。

6.一种系统，包括：

量子计算设备；以及

一个或多个经典计算设备，所述一个或多个经典计算设备中的至少一些经典计算设备被编程为执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法。

7.一种或多种经典计算机可读介质，存储经典计算机可执行指令，所述经典计算机可执行指令当由经典计算机执行时使所述经典计算机执行根据权利要求1至5中任一项所述的方法。

8.一种量子电路，被配置为：(a)使用单量子位泡利测量和二量子位泡利测量以及单量子位Clifford门提供多目标CNOT门；(b)使用单量子位、泡利测量、单量子位Clifford门和受控-Z门提供多目标CNOT门；或者(c)被配置为应用多量子位泡利矩阵的指数并且测量多量子位泡利矩阵。

9.根据权利要求8所述的量子电路，其中所述量子电路被配置为：使用单量子位泡利测量和二量子位泡利测量以及单量子位Clifford门提供多目标CNOT门，其中所述量子电路对如下的量子位起作用，针对所述量子位，量子位连接图满足提供从目标量子位到控制量子位的辅助路径的条件。

10.根据权利要求8所述的量子电路，其中所述量子电路被配置为：使用单量子位泡利测量和二量子位泡利测量以及单量子位Clifford门提供多目标CNOT门，其中所述量子电路的深度不取决于顶点的数目。

11.根据权利要求8所述的量子电路，其中所述量子电路被配置为：使用单量子位、泡利测量、单量子位Clifford门和受控-Z门提供多目标CNOT门，并且其中所述量子电路对如下的量子位起作用，针对所述量子位，量子位连接图满足提供从目标量子位到控制量子位的辅助路径的条件。

12.根据权利要求8所述的量子电路，其中所述量子电路被配置为：使用单量子位、泡利测量、单量子位Clifford门和受控-Z门提供多目标CNOT门，其中所述量子电路的深度不取决于顶点的数目。

13.根据权利要求8所述的量子电路，其中所述量子电路被配置为：应用多量子位泡利矩阵的指数并且测量多量子位泡利矩阵，其中辅助路径被从数据量子位提供到接口量子位。

14.根据权利要求8所述的量子电路，其中所述量子电路被配置为：应用多量子位泡利矩阵的指数并且测量多量子位泡利矩阵，其中所述量子电路的深度不取决于顶点的数目。

15.根据权利要求8所述的量子电路，其中所述量子电路被配置为：应用多量子位泡利矩阵的指数并且测量多量子位泡利矩阵，其中所述量子电路将单深度多目标CNOT门或低深度多目标CNOT门用作子电路。