論文の概要: Demonstration of algorithmic quantum speedup

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.07647v1
• Date: Fri, 15 Jul 2022 17:59:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-04 22:52:21.977283
• Title: Demonstration of algorithmic quantum speedup
• Title（参考訳）: アルゴリズムによる量子スピードアップの実証
• Authors: Bibek Pokharel, Daniel A. Lidar
• Abstract要約: 証明可能なアルゴリズム量子スピードアップの実験的実証は、いまだ解明されていない。 隠れビットストリングを識別する問題を解く単発ベルンシュタイン・ヴァジラニアルゴリズムを実装した。 スピードアップは2つのQCのうちの1つで観測される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum algorithms theoretically outperform classical algorithms in solving problems of increasing size, but computational errors must be kept to a minimum to realize this potential. Despite the development of increasingly capable quantum computers (QCs), an experimental demonstration of a provable algorithmic quantum speedup employing today's non-fault-tolerant, noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices has remained elusive. Here, we unequivocally demonstrate such a speedup, quantified in terms of the scaling with the problem size of the time-to-solution metric. We implement the single-shot Bernstein-Vazirani algorithm, which solves the problem of identifying a hidden bitstring that changes after every oracle query, utilizing two different 27-qubit IBM Quantum (IBMQ) superconducting processors. The speedup is observed on only one of the two QCs (ibmq_montreal) when the quantum computation is protected by dynamical decoupling (DD) -- a carefully designed sequence of pulses applied to the QC that suppresses its interaction with the environment, but not without DD. In contrast to recent quantum supremacy demonstrations, the quantum speedup reported here does not rely on any additional assumptions or complexity-theoretic conjectures and solves a bona fide computational problem, in the setting of a game with an oracle and a verifier.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムは、サイズが大きくなる問題の解法において古典的アルゴリズムよりも理論的に優れているが、この可能性を実現するためには、計算誤差を最小限に抑える必要がある。 ますます有能な量子コンピュータ(QC)の開発にもかかわらず、今日の非フォールトトレラントでノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスを用いた証明可能なアルゴリズム量子スピードアップの実験的なデモンストレーションは、いまだに解明されていない。 ここでは,このような高速化を,時間-解法計量の問題点の大きさで定量的に示す。 これは、2つの異なる27量子ビットibm quantum (ibmq) 超伝導プロセッサを使用して、oracleクエリ毎に変化する隠れたビット文字列を識別する問題を解決する。 このスピードアップは、量子計算が動的デカップリング(DD)によって保護されるとき、2つのQC(ibmq_montreal)のうちの1つでのみ観測される。 最近の量子超越的なデモンストレーションとは対照的に、ここで報告された量子スピードアップは、追加の仮定や複雑性理論的な予想に依存しておらず、オラクルと検証者とのゲームの設定において、ボナ・フィデの計算問題を解く。

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