論文の概要: Solving optimization problems with Rydberg analog quantum computers: Realistic requirements for quantum advantage using noisy simulation and classical benchmarks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.11190v3
• Date: Thu, 5 Nov 2020 14:19:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-13 11:12:46.624283
• Title: Solving optimization problems with Rydberg analog quantum computers: Realistic requirements for quantum advantage using noisy simulation and classical benchmarks
• Title（参考訳）: Rydbergアナログ量子コンピュータによる最適化問題の解法:雑音シミュレーションと古典的ベンチマークを用いた量子優位性の現実的要件
• Authors: Michel Fabrice Serret, Bertrand Marchand and Thomas Ayral
• Abstract要約: ライドバーグ原子のプラットフォームは最適化問題を解くための有望な候補として提案されている。 これらのプラットフォームが量子的優位性を達成するために満たさなければならないシステムサイズとノイズレベルに関する定量的要件を計算します。 さらに古典的および量子的アルゴリズムの改善を考慮していないので、2秒の時間予算でsim8,000$の制御された多くの原子を達成すれば、量子的優位性が達成できると見積もっている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.500149465292246
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Platforms of Rydberg atoms have been proposed as promising candidates to solve some combinatorial optimization problems. Here, we compute quantitative requirements on the system sizes and noise levels that these platforms must fulfill to reach quantum advantage in approximately solving the Unit-Disk Maximum Independent Set problem. Using noisy simulations of Rydberg platforms of up to 26 atoms interacting through realistic van der Waals interactions, we compute the average approximation ratio that can be attained with a simple quantum annealing-based heuristic within a fixed temporal computational budget. Based on estimates of the correlation lengths measured in the engineered quantum state, we extrapolate the results to large atom numbers and compare them to a simple classical approximation heuristic. We find that approximation ratios of at least $\approx 0.84$ are within reach for near-future noise levels. Not taking into account further classical and quantum algorithmic improvements, we estimate that quantum advantage could be reached by attaining a number of controlled atoms of $\sim8,000$ for a time budget of 2 seconds, and $\sim 1,000-1,200$ for a time budget of 0.2 seconds, provided the coherence levels of the system can be improved by a factor 10 while maintaining a constant repetition rate.
• Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子のプラットフォームは、いくつかの組合せ最適化問題を解くための有望な候補として提案されている。 ここでは,これらのプラットフォームが実現しなければならないシステムサイズとノイズレベルに関する定量的要件を計算し,単位円板最大独立集合問題の解法を近似する。 現実的なファンデルワールス相互作用を通じて相互作用する最大26原子のrydbergプラットフォームに関するノイズシミュレーションを用いて、固定時間計算予算内で単純な量子アニーリングに基づくヒューリスティックで得られる平均近似比を計算する。 工学的な量子状態における相関長の推定に基づいて、結果を大きな原子数に外挿し、それらを単純な古典的近似ヒューリスティックと比較する。 我々は,少なくとも$\approx 0.84$の近似比が,近未来の騒音レベルの範囲内にあることを発見した。 さらに古典的および量子的アルゴリズムの改善を考慮せず、一定の繰り返し率を維持しながら系のコヒーレンスレベルを10因子改善できるならば、2秒の時間予算で$\sim8,000$、0.2秒の時間予算で$\sim 1,000-1,200$の制御された原子数を達成することで、量子上の優位性を達成できると推定する。

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