Clifford circuits play a foundational role in quantum computing, particularly due to their importance in quantum error correction and fault-tolerant logical synthesis. While these circuits can be efficiently simulated and represented as symplectic matrices, standard synthesis methods-such as the Aaronson-Gottesman algorithm-often yield sub-optimal circuits with excessively high gate counts. In this work, we introduce AlphaClifford, a model-based Reinforcement Learning framework powered by Monte Carlo Tree Search, designed to efficiently synthesize Clifford circuits from the fundamental gate set composed of H, S, and CNOT. By modeling the state space through the algebraic properties of the symplectic group, AlphaClifford effectively explores this combinatorial space to minimize overall circuit cost. For unconstrained Clifford optimization, our approach achieves a consistent reduction in both total and two-qubit (CNOT) gate counts compared to state-of-the-art synthesis heuristics, despite operating with a strictly less expressive gate set. Furthermore, we demonstrate the broad applicability of our framework on two additional tasks: hardware-constrained Clifford transpilation, where we outperform existing RL-based compilers, and as a post-synthesis optimization component within a full Clifford+T logical synthesis pipeline. Our results underscore that model-based RL is highly effective at addressing the combinatorial complexities of quantum compilation, offering a scalable pathway to mitigate hardware constraints in both near-term and future fault-tolerant quantum devices.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

模型优化基础,Sayak Paul,67页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年6月8日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
经典书《斯坦福大学-多智能体系统》532页pdf
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
2018-Geoffrey Hinton-深度学习基础
深度学习与NLP
10+阅读 · 2018年9月23日
资源 | 源自斯坦福CS229,机器学习备忘录在集结
机器之心
19+阅读 · 2018年8月22日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
资源 | Github项目:斯坦福大学CS-224n课程中深度NLP模型的PyTorch实现
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2017年11月13日
资源|斯坦福课程:深度学习理论!
全球人工智能
17+阅读 · 2017年11月9日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
11+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
14+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
12+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
17+阅读 · 10月20日
相关VIP内容
模型优化基础,Sayak Paul,67页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年6月8日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
经典书《斯坦福大学-多智能体系统》532页pdf
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
2018-Geoffrey Hinton-深度学习基础
深度学习与NLP
10+阅读 · 2018年9月23日
资源 | 源自斯坦福CS229,机器学习备忘录在集结
机器之心
19+阅读 · 2018年8月22日
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
资源 | Github项目:斯坦福大学CS-224n课程中深度NLP模型的PyTorch实现
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2017年11月13日
资源|斯坦福课程:深度学习理论!
全球人工智能
17+阅读 · 2017年11月9日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员