論文の概要: Hunting for quantum-classical crossover in condensed matter problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14109v1
- Date: Tue, 25 Oct 2022 15:50:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 15:55:31.345060
- Title: Hunting for quantum-classical crossover in condensed matter problems
- Title（参考訳）: 凝縮体問題における量子古典クロスオーバーの探索
- Authors: Nobuyuki Yoshioka, Tsuyoshi Okubo, Yasunari Suzuki, Yuki Koizumi,
Wataru Mizukami
- Abstract要約: テンソルネットワークに基づく最先端の古典的アルゴリズムの体系的誤り/実行解析を提案する。
我々は、凝縮物質問題は、実用的な量子優位性の実証のための最初期のプラットフォームを提供すると論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8189696720657248
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The intensive pursuit for quantum algorithms with speedup in terms of
computational complexity has further led to this modernized crucial question:
{\it When and how will quantum computers outperform classical computers?}. The
next milestone in the context of this quantum transcendence is undoubtedly the
realization of quantum acceleration in practical problems. Here we provide a
clear evidence and arguments that the primary target is likely to be condensed
matter physics. Our primary contributions are summarized as follows: 1)
Proposal of systematic error/runtime analysis on state-of-the-art classical
algorithm based on tensor networks; 2) Dedicated and high-resolution analysis
on quantum resource performed at the level of executable logical instructions;
3) Clarification of quantum-classical crosspoint for ground-state simulation to
be within runtime of hours using only a few hundreds of thousand physical
qubits for 2d Heisenberg and 2d Fermi-Hubbard models. To our knowledge, we
argue that condensed matter problems offer the earliest platform for
demonstration of practical quantum advantage that is order-of-magnitude more
feasible than ever known candidates, in terms of both qubit counts and total
runtime.
- Abstract（参考訳）: 計算複雑性の観点からの高速化による量子アルゴリズムの集中的な追求は、さらにこの近代化された重要な問題へと繋がった:「いつ、どのように量子コンピュータは古典的コンピュータを上回るのか?
}.
この量子超越の文脈における次のマイルストーンは、実際的な問題における量子加速の実現であることは確かである。
ここで、第一のターゲットが凝縮物質物理学である可能性が高いという明確な証拠と議論を与える。
主な貢献は以下の通りである。
1)テンソルネットワークに基づく最先端古典アルゴリズムの系統的誤り/実行時間解析の提案
2) 実行可能な論理命令のレベルで実行される量子資源の専用かつ高分解能な解析
3) 2d Heisenberg モデルと 2d Fermi-Hubbard モデルに対する数万の物理量子ビットのみを用いて,基底状態シミュレーションのための量子古典的クロスポイントを数時間以内で明らかにする。
我々の知識では、凝縮した物質問題は、量子ビット数と総実行時間の両方の観点から、既知の候補よりも高次である実効的な量子優位性の実証のための最も早いプラットフォームを提供すると論じている。
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