QRTlib: A Library for Fast Quantum Real Transforms
Armin Ahmadkhaniha, Lu Chen, Jake Doliskani, Zhifu Sun
离散余烃、正负和哈特利变换等实值变换在经典计算中起着核心作用,补充了傅里叶从信号和图像处理到数据压缩的应用中的转换。 然而,它们的量子对应物并没有并行发展,也没有统一的框架来有效地在量子硬件上实现它们。 本文通过引入QRTlib来解决这一差距,QRTlib是一个用于快速和实际实现量子真实变换的库,包括各种类型的量子哈特利,余辛和正态变换。 我们开发新的算法和电路优化,使这些转换高效,适用于近期设备。 特别是,我们提出了基于单数(LCU)技术的线性组合的量子哈特利变换,与之前的方法相比,电路尺寸减少了四倍,并且改进了I型的量子正振变换,消除了大型多控操作。 我们还引入了电路级优化,包括两个互补和或树结构。 QRTlib在Qiskit中提供了这些量子真实变换的第一个完整实现。
Real-valued transforms such as the discrete cosine, sine, and Hartley transforms play a central role in classical computing, complementing the Fourier transform in applications from signal and image processing to data compression. However, their quantum counterparts have not evolved in parallel, and no unified framework exists for implementing them efficiently on quantum hardware. This article addresses this gap by introducing QRTlib, a library for fast and practical implementations of quantum r...