論文の概要: Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.08448v1
• Date: Thu, 21 Jan 2021 05:27:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-03-21 08:01:40.281192
• Title: Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) algorithms
• Title（参考訳）: 雑音型中間スケール量子(NISQ)アルゴリズム
• Authors: Kishor Bharti, Alba Cervera-Lierta, Thi Ha Kyaw, Tobias Haug, Sumner Alperin-Lea, Abhinav Anand, Matthias Degroote, Hermanni Heimonen, Jakob S. Kottmann, Tim Menke, Wai-Keong Mok, Sukin Sim, Leong-Chuan Kwek, Al\'an Aspuru-Guzik
• Abstract要約: 整数因数分解や非構造データベース探索のような効率よく解くことができる普遍的フォールトトレラント量子コンピュータは、誤り率の低い数百万の量子ビットと長いコヒーレンス時間を必要とする。 このようなデバイスの実現に向けた実験的進歩は数十年の研究を要する可能性があるが、ノイズの多い中規模量子コンピュータ(NISQ)はすでに存在する。 これらのコンピュータは数百のうるさいクビットで構成されている。 誤り訂正されていないキュービットは、限られたコヒーレンス時間で不完全な操作を実行する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5325753548715747
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A universal fault-tolerant quantum computer that can solve efficiently problems such as integer factorization and unstructured database search requires millions of qubits with low error rates and long coherence times. While the experimental advancement towards realizing such devices will potentially take decades of research, noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computers already exist. These computers are composed of hundreds of noisy qubits, i.e. qubits that are not error-corrected, and therefore perform imperfect operations in a limited coherence time. In the search for quantum advantage with these devices, algorithms have been proposed for applications in various disciplines spanning physics, machine learning, quantum chemistry and combinatorial optimization. The goal of such algorithms is to leverage the limited available resources to perform classically challenging tasks. In this review, we provide a thorough summary of NISQ computational paradigms and algorithms. We discuss the key structure of these algorithms, their limitations, and advantages. We additionally provide a comprehensive overview of various benchmarking and software tools useful for programming and testing NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: 整数因数分解や非構造データベース探索のような効率よく解くことができる普遍的フォールトトレラント量子コンピュータは、誤り率の低い数百万の量子ビットと長いコヒーレンス時間を必要とする。 このようなデバイスの実現に向けた実験的進歩は数十年の研究を要する可能性があるが、ノイズの多い中規模量子コンピュータ(NISQ)はすでに存在する。 これらのコンピュータは数百のノイズ量子ビットで構成されている。 誤り訂正されていないキュービットは、限られたコヒーレンス時間で不完全な操作を実行する。 これらのデバイスを用いた量子アドバンテージの探索では、物理学、機械学習、量子化学、組合せ最適化など幅広い分野のアルゴリズムが提案されている。 このようなアルゴリズムの目標は、制限されたリソースを活用して古典的に困難なタスクを実行することである。 本稿では,NISQ計算のパラダイムとアルゴリズムについて概説する。 我々は,これらのアルゴリズムの鍵構造,限界,利点について論じる。 また、NISQデバイスをプログラムし、テストするのに有用な各種ベンチマークおよびソフトウェアツールの概要を概説する。

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