論文の概要: Boundaries of quantum supremacy via random circuit sampling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.02464v2
- Date: Fri, 9 Oct 2020 19:08:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-21 02:40:50.987880
- Title: Boundaries of quantum supremacy via random circuit sampling
- Title（参考訳）: ランダム回路サンプリングによる量子超越性の境界
- Authors: Alexander Zlokapa, Sergio Boixo, Daniel Lidar
- Abstract要約: Googleの最近の量子超越性実験は、量子コンピューティングがランダムな回路サンプリングという計算タスクを実行する遷移点を示している。
観測された量子ランタイムの利点の制約を、より多くの量子ビットとゲートで検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 69.16452769334367
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Google's recent quantum supremacy experiment heralded a transition point
where quantum computing performed a computational task, random circuit
sampling, that is beyond the practical reach of modern supercomputers. We
examine the constraints of the observed quantum runtime advantage in an
extrapolation to circuits with a larger number of qubits and gates. Due to the
exponential decrease of the experimental fidelity with the number of qubits and
gates, we demonstrate for current fidelities a theoretical classical runtime
advantage for circuits deeper than a few hundred gates, while quantum runtimes
for cross-entropy benchmarking limit the region of a quantum advantage to a few
hundred qubits. However, the quantum runtime advantage boundary in circuit
width and depth grows exponentially with respect to reduced error rates, and
our work highlights the importance of continued progress along this line.
Extrapolations of measured error rates suggest that the limiting circuit size
for which a computationally feasible quantum runtime advantage in cross-entropy
benchmarking can be achieved approximately coincides with expectations for
early implementations of the surface code and other quantum error correction
methods. Thus the boundaries of quantum supremacy via random circuit sampling
may fortuitously coincide with the advent of scalable, error corrected quantum
computing in the near term.
- Abstract（参考訳）: googleの最近の量子超越性実験は、量子コンピューティングが計算タスクであるランダム回路サンプリングを実行し、現代のスーパーコンピュータの実用的リーチを超えている転換点となった。
我々は、より多くの量子ビットとゲートを持つ回路に対する外挿において、観測された量子ランタイムの利点の制約を検討する。
量子ビットとゲートの数で実験忠実度が指数関数的に減少するため、数百個のゲートより深い回路に対する理論的古典的ランタイムの利点を示す一方、クロスエントロピーベンチマークの量子ランタイムは量子優位の領域を数百個のキュービットに制限する。
しかし、回路幅と深さにおける量子ランタイムのアドバンテージ境界は、誤差率の低減に関して指数関数的に増大し、本研究は、この線における継続進行の重要性を強調している。
測定誤差率の外挿は、計算可能な量子ランタイムがクロスエントロピーベンチマークで有利になる制限回路サイズが、表面コードや他の量子エラー補正手法の初期実装に対する期待とほぼ一致することを示唆している。
したがって、ランダム回路サンプリングによる量子超越性の境界は、近い将来にスケーラブルで誤り訂正量子コンピューティングの出現と偶然一致するかもしれない。
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