The one-way model of Measurement-Based Quantum Computing and the gate-based circuit model give two different presentations of how quantum computation can be performed. There are known methods for converting any gate-based quantum circuit into a one-way computation, whereas the reverse is only efficient given some constraints on the structure of the measurement pattern. Causal flow and generalised flow have already been shown as sufficient, with efficient algorithms for identifying these properties and performing the circuit extraction. Pauli flow is a weaker set of conditions that extends generalised flow to use the knowledge that some vertices are measured in a Pauli basis. In this paper, we show that Pauli flow can similarly be identified efficiently and that any measurement pattern whose underlying graph admits a Pauli flow can be efficiently transformed into a gate-based circuit without using ancilla qubits. We then use this relationship to derive simulation results for the effects of graph-theoretic rewrites in the ZX-calculus using a more circuit-like data structure we call the Pauli Dependency DAG.


翻译:测量量子计算单向模型和门基电路模型对量子计算如何进行作了两种不同的演示。已知有将任何门基量子电路转换成单向计算的方法,而鉴于测量模式的结构受到一些限制,反向只能是有效的。构造流和一般流已经显示为足够,具有有效的算法来识别这些特性和进行电路提取。保利流是一个较弱的条件组,它将一般流扩展到使用某些脊椎在保罗基线上测量的知识。在本文中,我们表明可以同样有效地识别保利流,其基本图中承认保利流的任何测量模式都可以有效地转换成门基电路,而不必使用蚂蚁。我们随后利用这种关系来利用一种更接近于逻辑的数据结构,在ZX计算中得出图形-神理再处理器的效果的模拟结果。

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