본 논문은 양자 기술의 발전에 따라 양자 회로 설계의 효율성이 중요해졌음을 설명한다. 특히 가역 부울 함수를 다중 제어 토폴리 게이트를 사용하여 양자 비용을 최소화하는 문제를 다룬다.
기존 연구에서는 직관적 관찰과 사전 구성된 회로 템플릿을 기반으로 한 방법, 의사 최적 합성 알고리즘, 그리고 정확한 합성 방법 등이 제안되었다. 그러나 이들은 계산 시간 또는 회로 품질 측면에서 한계가 있었다.
본 논문은 새로운 최적화 모델과 대칭성 제거 제약조건을 제안한다. 이를 통해 제약 프로그래밍 솔버를 사용할 경우 기존 연구 대비 최대 2배 빠른 해결 시간을 달성할 수 있다. 또한 7큐비트와 15개 양자 게이트까지의 실험에서 여러 새로운 최적 회로를 발견했다.
마지막으로 다른 접근법과의 비교 분석을 통해, 최적화 모델이 더 많은 시간이 소요되지만 최적성 보장과 더 우수한 회로를 제공할 수 있음을 보였다.
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