量子线路中的算术运算与门分解:加法器、模乘与模幂电路,基本门分解与多控门分解。这一模块回答两个层层递进的问题——怎么在量子线路上做经典算术(Shor 算法模幂运算的基础设施),以及怎么把这些线路继续拆到硬件可执行的少数原生门。 词条列表 量子算术电路 — 在量子线路上实现经典算术:Cuccaro 进位加法器与 Draper QFT 域加法器、比较器、模加/模乘,直到 Shor 算法所需的模幂电路。 基本门分解 — 把抽象门编译到硬件原生门:单比特门的 Euler 分解、H/T/CNOT 万能门集与 Solovay–Kitaev 定理、两比特门的 3-CNOT 分解与 Toffoli 门分解。 多控门分解 — 多控制受控门 Cⁿ(U) 的系统分解:二控门的 V 门技巧、v-chain 辅助比特构造、无辅助比特的 O(n²) 分解与相对相位 Toffoli 优化。