| 1 |
1
제어 큐비트에 기초하여, 타겟 큐비트의 위상을 π/2n-1만큼 쉬프트시키는 양자 회로에 있어서,상기 제어 큐비트, 상기 타겟 큐비트, 및 |0003e# 상태를 갖는 보조 큐비트의 얽힘에 따른 제1 큐비트 상태를 제2 큐비트 상태로 변환하는 제1 보조 회로;상기 제2 큐비트 상태의 일부 기저 상태에 대한 위상을 π/2n-1만큼 쉬프트하여, 상기 제2 큐비트 상태를 제3 큐비트 상태로 변환하는 회전 게이트; 및상기 타겟 큐비트의 위상이 π/2n-1만큼 쉬프트되도록, 상기 제3 큐비트 상태를 제4 큐비트 상태로 변환하는 제2 보조 회로를 포함하되,상기 제1 보조 회로는 상기 제1 큐비트 상태의 |110003e# 기저 상태에 기초하여 상기 제2 큐비트 상태의 |111003e# 기저 상태를 결정하고, 상기 제2 보조 회로는 상기 제3 큐비트 상태의 |111003e# 기저 상태에 기초하여 상기 제4 큐비트 상태의 |110003e# 기저 상태를 결정하는 양자 회로
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| 2 |
2
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로 및 상기 제2 보조 회로는 동일한 양자 회로
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| 3 |
3
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로는,상기 제1 큐비트 상태의 상기 |110003e# 기저 상태에 대한 위상을 -π/2만큼 쉬프트하여 상기 제2 큐비트 상태의 상기 |111003e# 기저 상태를 결정하고, 상기 제2 보조 회로는,상기 제3 큐비트 상태의 상기 |111003e# 기저 상태에 대한 위상을 π/2만큼 쉬프트하여 상기 제4 큐비트 상태의 상기 |110003e# 기저 상태를 결정하는 양자 회로
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| 4 |
4
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로는,상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제1 하다마드 게이트;상기 제1 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제1 CNOT 게이트;상기 제1 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제1 T-게이트;상기 제1 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제2 T-게이트;상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제1 T-게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제2 CNOT 게이트;상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제2 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제3 CNOT 게이트;상기 제2 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제3 T-게이트;상기 제3 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제4 T-게이트;상기 제4 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제3 T-게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제4 CNOT 게이트; 및상기 제4 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제2 하다마드 게이트를 포함하는 양자 회로
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| 5 |
5
제4 항에 있어서,상기 회전 게이트는,상기 제1 보조 회로에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 π/2n-1만큼 쉬프트시키고,상기 제2 보조 회로는,상기 회전 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제3 하다마드 게이트;상기 제3 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제1 보조 회로에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제5 CNOT 게이트;상기 제5 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제5 T-게이트;상기 제3 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제6 T-게이트;상기 제1 보조 회로에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제5 T-게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제6 CNOT 게이트;상기 제1 보조 회로에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제6 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제7 CNOT 게이트;상기 제6 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제7 T-게이트;상기 제7 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제8 T-게이트;상기 제8 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제7 T-게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제8 CNOT 게이트; 및상기 제8 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제4 하다마드 게이트를 포함하는 양자 회로
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| 6 |
6
제4 항에 있어서,제1 하다마드 게이트는 상기 제1 시간 동안 동작되고, 상기 제1 CNOT 게이트는 상기 제1 시간 이후의 제2 시간 동안 동작되고,상기 제1 및 제2 T-게이트들은 상기 제2 시간 이후의 제3 시간 동안 동작되고,상기 제2 CNOT 게이트는 상기 제3 시간 이후의 제4 시간 동안 동작되고,상기 제3 CNOT 게이트는 상기 제4 시간 이후의 제5 시간 동안 동작되고,상기 제3 및 제4 T-게이트들은 상기 제5 시간 이후의 제6 시간 동안 동작되고,상기 제4 CNOT 게이트는 상기 제6 시간 이후의 제7 시간 동안 동작되고,상기 제2 하다마드 게이트는 상기 제7 시간 이후의 제8 시간 동안 동작되는 양자 회로
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| 7 |
7
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로는,상기 제1 큐비트 상태의 |000003e#, |001003e#, |010003e#, |011003e#, |100003e#, |101003e#, |110003e#, 및 |111003e# 기저 상태들에 대하여, |000003e#003c#000| + |001003e#003c#001| + |010003e#003c#010| - |011003e#003c#011| + |100003e#003c#100| + |101003e#003c#101| + i|110003e#003c#111| - i|111003e#003c#110| 연산을 통하여 상기 제2 큐비트 상태를 생성하고,상기 제2 보조 회로는,상기 제3 큐비트 상태의 |000003e#, |001003e#, |010003e#, |011003e#, |100003e#, |101003e#, |110003e#, 및 |111003e# 기저 상태들에 대하여, |000003e#003c#000| + |001003e#003c#001| + |010003e#003c#010| - |100003e#003c#100| + |101003e#003c#101| + i|110003e#003c#111| - i|111003e#003c#110| 연산을 통하여 상기 제4 큐비트 상태를 생성하는 양자 회로
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| 8 |
8
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로 및 상기 제2 보조 회로는 서로 허미션(Hermitian)인 양자 회로
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| 9 |
9
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로는,상기 제1 큐비트 상태의 상기 |110003e# 기저 상태에 대한 위상을 -π/2만큼 쉬프트하여 상기 제2 큐비트 상태의 상기 |111003e# 기저 상태를 결정하고, 상기 제1 큐비트 상태의 상기 |010003e# 기저 상태에 기초하여, 상기 제2 큐비트 상태의 상기 |100003e# 기저 상태를 더 결정하고, 상기 제1 큐비트 상태의 상기 |100003e# 기저 상태에 기초하여, 상기 제2 큐비트 상태의 상기 |010003e# 기저 상태를 더 결정하고,상기 제2 보조 회로는,상기 제3 큐비트 상태의 상기 |111003e# 기저 상태에 대한 위상을 π/2만큼 쉬프트하여 상기 제4 큐비트 상태의 상기 |110003e# 기저 상태를 결정하고, 상기 제3 큐비트 상태의 상기 |010003e# 기저 상태에 기초하여, 상기 제4 큐비트 상태의 상기 |100003e# 기저 상태를 더 결정하고, 상기 제3 큐비트 상태의 상기 |100003e# 기저 상태에 기초하여, 상기 제4 큐비트 상태의 상기 |010003e# 기저 상태를 더 결정하는 양자 회로
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| 10 |
10
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로는,상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제1 하다마드 게이트;상기 제1 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제1 CNOT 게이트;상기 제1 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제2 CNOT 게이트;상기 제2 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제1 T-게이트;상기 제1 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제2 T-게이트;상기 제1 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제2 T-게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제3 CNOT 게이트;상기 제1 T-게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 기초하여, 상기 제3 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제4 CNOT 게이트;상기 제4 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제3 T-게이트;상기 제1 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제4 T-게이트;상기 제3 T-게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제1 T-게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제5 CNOT 게이트;상기 제4 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제3 T-게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제6 CNOT 게이트; 및상기 제4 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제2 하다마드 게이트를 포함하는 양자 회로
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| 11 |
11
제10 항에 있어서,상기 회전 게이트는,상기 제1 보조 회로에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 π/2n-1만큼 쉬프트시키고,상기 제2 보조 회로는,상기 회전 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제3 하다마드 게이트;상기 제3 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제1 보조 회로에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제7 CNOT 게이트;상기 제7 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제1 보조 회로에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제8 CNOT 게이트;상기 제7 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제5 T-게이트;상기 제3 하다마드 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제6 T-게이트;상기 제8 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 기초하여, 상기 제5 T-게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제9 CNOT 게이트;상기 제6 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제9 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제10 CNOT 게이트;상기 제8 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트의 위상을 -π/8만큼 쉬프트시키는 제7 T-게이트;상기 제10 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트의 위상을 π/8만큼 쉬프트시키는 제8 T-게이트;상기 제8 T-게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제7 T-게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제11 CNOT 게이트;상기 제6 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 기초하여, 상기 제8 T-게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제12 CNOT 게이트; 및상기 제6 T-게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대하여 하다마드 변환을 수행하는 제4 하다마드 게이트를 포함하는 양자 회로
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| 12 |
12
제10 항에 있어서,제1 하다마드 게이트는 상기 제1 시간 동안 동작되고, 상기 제1 CNOT 게이트는 상기 제1 시간 이후의 제2 시간 동안 동작되고,상기 제2 CNOT 게이트는 상기 제2 시간 이후의 제3 시간 동안 동작되고,상기 제1 및 제2 T-게이트들은 상기 제3 시간 이후의 제4 시간 동안 동작되고,상기 제3 CNOT 게이트는 상기 제4 시간 이후의 제5 시간 동안 동작되고,상기 제4 CNOT 게이트는 상기 제5 시간 이후의 제6 시간 동안 동작되고,상기 제3 및 제4 T-게이트들은 상기 제6 시간 이후의 제7 시간 동안 동작되고,상기 제5 CNOT 게이트는 상기 제7 시간 이후의 제8 시간 동안 동작되고,상기 제6 CNOT 게이트는 상기 제8 시간 이후의 제9 시간 동안 동작되고,상기 제2 하다마드 게이트는 상기 제9 시간 이후의 제10 시간 동안 동작되는 양자 회로
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| 13 |
13
제1 항에 있어서,상기 제1 보조 회로는,상기 제1 큐비트 상태의 |000003e#, |001003e#, |010003e#, |011003e#, |100003e#, |101003e#, |110003e#, 및 |111003e# 기저 상태들에 대하여, |000003e#003c#000| + |001003e#003c#001| + |010003e#003c#100| + |011003e#003c#101| + |100003e#003c#010| + |101003e#003c#011| - i|110003e#003c#111| - i|111003e#003c#110| 연산을 통하여 상기 제2 큐비트 상태를 생성하고,상기 제2 보조 회로는,상기 제3 큐비트 상태의 |000003e#, |001003e#, |010003e#, |011003e#, |100003e#, |101003e#, |110003e#, 및 |111003e# 기저 상태들에 대하여, |000003e#003c#000| + |001003e#003c#001| + |010003e#003c#100| + |011003e#003c#101| + |100003e#003c#010| + |101003e#003c#011| + i|110003e#003c#111| + i|111003e#003c#110| 연산을 통하여 상기 제4 큐비트 상태를 생성하는 양자회로
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14
제어 큐비트에 기초하여, 타겟 큐비트의 위상을 π/2n-1만큼 쉬프트시키는 양자 회로에 있어서,상기 타겟 큐비트에 기초하여, |0003e# 상태를 갖는 보조 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제1 CNOT 게이트;상기 제어 큐비트에 기초하여, 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제2 CNOT 게이트;상기 제어 큐비트의 위상을 π/2n만큼 쉬프트시키는 제1 회전 게이트;상기 제2 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트의 위상을 -π/2n만큼 쉬프트시키는 제2 회전 게이트;상기 제1 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트의 위상을 π/2n만큼 쉬프트시키는 제3 회전 게이트;상기 제1 회전 게이트에 의하여 변환된 상기 제어 큐비트에 기초하여, 상기 제2 회전 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제3 CNOT 게이트; 및상기 제3 CNOT 게이트에 의하여 변환된 상기 타겟 큐비트에 기초하여, 상기 제3 회전 게이트에 의하여 변환된 상기 보조 큐비트에 대한 CNOT 연산을 수행하는 제4 CNOT 게이트를 포함하는 양자 회로
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15
제14 항에 있어서,상기 제1 CNOT 게이트 및 상기 제2 CNOT 게이트는,상기 제어 큐비트, 상기 타겟 큐비트, 및 상기 보조 큐비트의 얽힘에 따른 제1 큐비트 상태를 제2 큐비트 상태로 변환하되, 상기 제1 큐비트 상태의 |110003e# 기저 상태의 값을 상기 제2 큐비트 상태의 |101003e# 기저 상태의 값으로 결정하고,상기 제1 내지 제3 회전 게이트들은,상기 제2 큐비트 상태를 제3 큐비트 상태로 변환하되, 상기 제2 큐비트 상태의 상기 |101003e# 기저 상태에 대한 위상을 π/2n-1만큼 쉬프트시켜 제3 큐비트 상태의 |101003e# 기저 상태를 결정하고,상기 제3 CNOT 게이트 및 상기 제4 CNOT 게이트는,상기 제3 큐비트 상태를 제4 큐비트 상태로 변환하되, 상기 제3 큐비트 상태의 상기 |101003e# 기저 상태의 값을 상기 제4 큐비트 상태의 |110003e# 기저 상태의 값으로 결정하는 양자 회로
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16
제14 항에 있어서,상기 제1 CNOT는 상기 제1 시간 동안 동작되고, 상기 제2 CNOT 게이트는 상기 제1 시간 이후의 제2 시간 동안 동작되고,상기 제1 내지 제3 회전 게이트들은 상기 제2 시간 이후의 제3 시간 동안 동작되고,상기 제3 CNOT 게이트는 상기 제3 시간 이후의 제4 시간 동안 동작되고,상기 제4 CNOT 게이트는 상기 제4 시간 이후의 제5 시간 동안 동작되는 양자 회로
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