論文の概要: Fault-tolerant resource estimate for quantum chemical simulations: Case study on Li-ion battery electrolyte molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.10653v2
• Date: Fri, 5 May 2023 20:27:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 01:42:26.859478
• Title: Fault-tolerant resource estimate for quantum chemical simulations: Case study on Li-ion battery electrolyte molecules
• Title（参考訳）: 量子化学シミュレーションのためのフォールトトレラント資源推定:リチウムイオン電池電解質分子のケーススタディ
• Authors: Isaac H. Kim, Eunseok Lee, Ye-Hua Liu, Sam Pallister, William Pol, Sam Roberts
• Abstract要約: 耐故障性フォトニック量子コンピュータ上でLiイオン電池中の電解質分子をシミュレートする。 産業に関係のある問題に対して実用的な解決策を提供する分子に焦点をあてる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4353812560047186
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We estimate the resources required in the fusion-based quantum computing scheme to simulate electrolyte molecules in Li-ion batteries on a fault-tolerant, photonic quantum computer. We focus on the molecules that can provide practical solutions to industrially relevant problems. Certain fault-tolerant operations require the use of single-qubit "magic states" prepared by dedicated "magic state factories" (MSFs). Producing and consuming magic states in parallel is typically a prohibitively expensive task, resulting in the serial application of fault-tolerant gates. However, for the systems considered, the MSF constitutes a negligible fraction of the total footprint of the quantum computer, allowing for the use of multiple MSFs to produce magic states in parallel. We suggest architectural and algorithmic techniques that can accommodate such a capability. We propose a method to consume multiple magic states simultaneously, which can potentially lead to an order of magnitude reduction in the computational runtime without additional expense in the footprint.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 耐故障性フォトニック量子コンピュータ上でのLiイオン電池の電解質分子のシミュレーションに必要な資源を推定する。 産業関連問題に対する実用的な解決策を提供する分子に焦点を当てる。 フォールトトレラントなオペレーションには、専用の"magic state factory" (msfs) で用意されたシングルキュービットの"magic state"を使用する必要がある。 マジックステートを並列に生成および消費することは、通常非常に高価な作業であり、耐故障ゲートのシリアルな適用をもたらす。 しかし、考慮されたシステムでは、MSFは量子コンピュータの総フットプリントの無視可能な部分を占め、複数のMSFを使用して並列にマジック状態を生成することができる。 このような能力に対応可能なアーキテクチャおよびアルゴリズム技術を提案する。 本稿では,複数のマジック状態を同時に消費する手法を提案する。これにより,フットプリントに余分な費用を要さずに,計算実行時間を大幅に削減できる可能性がある。

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