論文の概要: Focus beyond quadratic speedups for error-corrected quantum advantage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.04149v2
• Date: Wed, 31 Mar 2021 23:50:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-24 21:34:06.823979
• Title: Focus beyond quadratic speedups for error-corrected quantum advantage
• Title（参考訳）: 誤差補正量子アドバンテージのための2次速度アップを超えて焦点を合わせる
• Authors: Ryan Babbush, Jarrod McClean, Michael Newman, Craig Gidney, Sergio Boixo and Hartmut Neven
• Abstract要約: そこで本研究では,最小限のフォールトトレラント量子コンピュータが実行時の優位性を実現するための条件について論じる。 課題は、小さな量子スケーリングの利点が、エラーに関連する大きな定数係数のオーバーヘッドを補うことである。 二次的なスピードアップは、量子誤り補正を実現する方法に大きな改善がない限り、このような耐障害デバイスの初期世代において量子的優位性を実現することはできないと結論付けている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5984927623688916
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this perspective, we discuss conditions under which it would be possible for a modest fault-tolerant quantum computer to realize a runtime advantage by executing a quantum algorithm with only a small polynomial speedup over the best classical alternative. The challenge is that the computation must finish within a reasonable amount of time while being difficult enough that the small quantum scaling advantage would compensate for the large constant factor overheads associated with error-correction. We compute several examples of such runtimes using state-of-the-art surface code constructions under a variety of assumptions. We conclude that quadratic speedups will not enable quantum advantage on early generations of such fault-tolerant devices unless there is a significant improvement in how we would realize quantum error-correction. While this conclusion persists even if we were to increase the rate of logical gates in the surface code by more than an order of magnitude, we also repeat this analysis for speedups by other polynomial degrees and find that quartic speedups look significantly more practical.
• Abstract（参考訳）: そこで,本研究では,最小の多項式スピードアップしか持たない量子アルゴリズムを実行することで,最小限のフォールトトレラント量子コンピュータが実行時の利点を実現することができる条件について議論する。 課題は、小さな量子スケーリングの利点がエラー補正に関連する大きな定数係数のオーバーヘッドを補うほどに困難でありながら、計算が妥当な時間内に完了することである。 このようなランタイムのいくつかの例は、様々な仮定の下で最先端のサーフェスコード構造を用いて計算する。 このようなフォールトトレラントデバイスの初期の世代では、量子誤り訂正を実現する方法が大幅に改善されない限り、二次速度アップは量子アドバンテージを許さないと結論づけた。 この結論は、表面符号の論理ゲートの速度を1桁以上増やしても継続するが、この解析を他の多項式次数によるスピードアップについても繰り返し、クォートスピードアップがはるかに実用的であることを示す。

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