論文の概要: The computational power of random quantum circuits in arbitrary geometries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.02501v1
- Date: Tue, 4 Jun 2024 17:20:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-05 15:10:17.532010
- Title: The computational power of random quantum circuits in arbitrary geometries
- Title（参考訳）: 任意の測地におけるランダム量子回路の計算力
- Authors: Matthew DeCross, Reza Haghshenas, Minzhao Liu, Yuri Alexeev, Charles H. Baldwin, John P. Bartolotta, Matthew Bohn, Eli Chertkov, Jonhas Colina, Davide DelVento, Joan M. Dreiling, Cameron Foltz, John P. Gaebler, Thomas M. Gatterman, Christopher N. Gilbreth, Johnnie Gray, Dan Gresh, Nathan Hewitt, Ross B. Hutson, Jacob Johansen, Dominic Lucchetti, Danylo Lykov, Ivaylo S. Madjarov, Karl Mayer, Michael Mills, Pradeep Niroula, Enrico Rinaldi, Peter E. Siegfried, Bruce G. Tiemann, James Walker, Ruslan Shaydulin, Marco Pistoia, Steven. A. Moses, David Hayes, Brian Neyenhuis, Russell P. Stutz, Michael Foss-Feig,
- Abstract要約: 近年のQuantinuumのH2量子コンピュータのアップグレードにより、任意の接続性を持つ最大56ドルの量子ビットと99.843(5)%の2ビットゲートフィデリティで動作できるようになった。
我々は、高度に連結されたジオメトリーにおけるランダム回路サンプリングのデータを示し、前代未聞の忠実さと、最先端の古典的アルゴリズムの能力を超えるスケールを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5496598426605153
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Empirical evidence for a gap between the computational powers of classical and quantum computers has been provided by experiments that sample the output distributions of two-dimensional quantum circuits. Many attempts to close this gap have utilized classical simulations based on tensor network techniques, and their limitations shed light on the improvements to quantum hardware required to frustrate classical simulability. In particular, quantum computers having in excess of $\sim 50$ qubits are primarily vulnerable to classical simulation due to restrictions on their gate fidelity and their connectivity, the latter determining how many gates are required (and therefore how much infidelity is suffered) in generating highly-entangled states. Here, we describe recent hardware upgrades to Quantinuum's H2 quantum computer enabling it to operate on up to $56$ qubits with arbitrary connectivity and $99.843(5)\%$ two-qubit gate fidelity. Utilizing the flexible connectivity of H2, we present data from random circuit sampling in highly connected geometries, doing so at unprecedented fidelities and a scale that appears to be beyond the capabilities of state-of-the-art classical algorithms. The considerable difficulty of classically simulating H2 is likely limited only by qubit number, demonstrating the promise and scalability of the QCCD architecture as continued progress is made towards building larger machines.
- Abstract（参考訳）: 古典コンピュータと量子コンピュータの計算能力のギャップに関する実証的な証拠は、二次元量子回路の出力分布をサンプリングする実験によって提供されてきた。
このギャップを埋めようとする試みの多くはテンソルネットワーク技術に基づく古典シミュレーションを利用しており、それらの制限は古典的なシミュラビリティをフラストレーションするために必要な量子ハードウェアの改善に光を当てている。
特に、$\sim 50$ qubit を超える量子コンピュータは、ゲートの忠実度と接続性に制限があるため、主に古典的なシミュレーションに弱い。
ここでは、QuantinuumのH2量子コンピュータへの最近のハードウェアアップグレードについて説明する。これにより、任意の接続で最大56$ qubits、99.843(5)\%$ 2-qubit gate fidelityで動作することができる。
H2のフレキシブルな接続を利用して、高連結なジオメトリーにおけるランダム回路サンプリングのデータを示し、前代未聞の忠実度と、最先端の古典的アルゴリズムの能力を超越したスケールを示す。
H2を古典的にシミュレートすることのかなりの困難さは、量子ビット数によってのみ制限され、より大きなマシンを構築するための継続的な進歩がQCCDアーキテクチャの約束と拡張性を示している。
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