ハードウェア開発企業のIonQと量子ソフトウェア企業のClassiqは、耐故障性量子コンピューティング（FTQC）におけるコストダイナミクスの変化が、非クリフォードゲートの最小化をパフォーマンスの単独の代理指標として無効にする理由を検証した共同技術分析を発表しました。「マジックステートからフルスタックアカウンティングへ：耐故障性量子コンピューティングのリソース推定はどのように進化しているか」と題された技術ブリーフの中で、著者らはコンパイラのベンチマークを評価し、マジックステート準備のオーバーヘッドの削減により、ルーティング、クリフォードゲート、および論理メモリ保持が物理時空体積の主要な決定要因となることを示しています。
歴史的に、FTQCリソース推定モデルは、非クリフォード演算（主にマジックステート蒸留を介して実装されるTゲートおよびトフォリ/CCZゲート）が総物理時空体積の90%以上を占めると仮定していました。マジックステートの育成とコンパクトな蒸留ルーチンの最近の進歩により、非クリフォードステートのオーバーヘッドは論理クリフォードゲートと同等のレベルまで低下しました。その結果、ルーティングオーバーヘッド、量子ビットレイアウトの制約、およびアイドル論理メモリサイクルが物理フットプリントの増加する割合を占め、しばしば総時空体積の50%から90%以上を占めるようになります。
フルスタックコンパイル実験は、Tゲートカウントのみを最小化することがシステム全体の要件を増加させる可能性があることを示しています。Classiqの合成プラットフォームを使用して、横断的耐故障モデル下でグローバー型探索ルーチンに対して実施されたベンチマークでは、Tステートの3%の削減が、ルーティングラインとメモリオーバーヘッドの増加により、物理時空体積を41%も増加させることが示されました。この場合、マジックステート生成は物理時空の6%から26%を消費しましたが、エンコードされたメモリと回路実行は74%から94%を必要としました。同様に、IonQのトラップドイオン「Walking Cat」アーキテクチャで256ビットの楕円曲線離散対数問題を解決するためのリソース予測では、3900万のトフォリゲートが13.3日間の実行を必要とする一方で、クリフォードスケジューリングとシステムレベルの操作により総実行時間が25.7日に達することが示唆されています。
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