論文の概要: Early Fault-Tolerant Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.14814v1
- Date: Fri, 24 Nov 2023 19:12:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-30 09:30:01.059069
- Title: Early Fault-Tolerant Quantum Computing
- Title（参考訳）: 初期のフォールトトレラント量子コンピューティング
- Authors: Amara Katabarwa, Katerina Gratsea, Athena Caesura, Peter D. Johnson
- Abstract要約: 我々は,早期フォールトトレラント量子コンピューティング(EFTQC)アーキテクチャの性能評価モデルを開発した。
位相推定の標準的なタスクでは、適度なスケーラビリティと100万以上の物理量子ビットを使用すると、量子コンピュータのリーチ'を拡張できることが示される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Over the past decade, research in quantum computing has tended to fall into
one of two camps: near-term intermediate scale quantum (NISQ) and
fault-tolerant quantum computing (FTQC). Yet, a growing body of work has been
investigating how to use quantum computers in transition between these two
eras. This envisions operating with tens of thousands to millions of physical
qubits, able to support fault-tolerant protocols, though operating close to the
fault-tolerant threshold. Two challenges emerge from this picture: how to model
the performance of devices that are continually improving and how to design
algorithms to make the most use of these devices? In this work we develop a
model for the performance of early fault-tolerant quantum computing (EFTQC)
architectures and use this model to elucidate the regimes in which algorithms
suited to such architectures are advantageous. As a concrete example, we show
that, for the canonical task of phase estimation, in a regime of moderate
scalability and using just over one million physical qubits, the ``reach'' of
the quantum computer can be extended (compared to the standard approach) from
90-qubit instances to over 130-qubit instances using a simple early
fault-tolerant quantum algorithm, which reduces the number of operations per
circuit by a factor of 100 and increases the number of circuit repetitions by a
factor of 10,000. This clarifies the role that such algorithms might play in
the era of limited-scalability quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 過去10年間で、量子コンピューティングの研究は、短期中間スケール量子(NISQ)とフォールトトレラント量子コンピューティング(FTQC)の2つのキャンプの1つに該当する傾向にある。
しかし、ますます多くの研究が、この2つの時代間の遷移において量子コンピュータをどのように使うかを調査している。
これは、数万から数百万の物理キュービットで動作し、フォールトトレラントなプロトコルをサポートすることを想定している。
この2つの課題は、継続的に改善されているデバイスのパフォーマンスをモデル化する方法と、これらのデバイスを最大限活用するためのアルゴリズムの設計方法だ。
本研究では,早期フォールトトレラント量子コンピューティング(EFTQC)アーキテクチャの性能評価モデルを開発し,このモデルを用いて,そのようなアーキテクチャに適合するアルゴリズムが有利である条件を解明する。
As a concrete example, we show that, for the canonical task of phase estimation, in a regime of moderate scalability and using just over one million physical qubits, the ``reach'' of the quantum computer can be extended (compared to the standard approach) from 90-qubit instances to over 130-qubit instances using a simple early fault-tolerant quantum algorithm, which reduces the number of operations per circuit by a factor of 100 and increases the number of circuit repetitions by a factor of 10,000.
このことは、そのようなアルゴリズムがリミテッドスケーラブル量子コンピューティングの時代に果たす役割を明らかにしている。
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