論文の概要: Applications and resource estimates for open system simulation on a quantum computer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.06281v2
• Date: Wed, 18 Dec 2024 21:07:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-20 13:27:12.072531
• Title: Applications and resource estimates for open system simulation on a quantum computer
• Title（参考訳）: 量子コンピュータにおけるオープンシステムシミュレーションの応用と資源推定
• Authors: Evgeny Mozgunov, Jeffrey Marshall, Namit Anand,
• Abstract要約: オープンシステム量子シミュレーションが量子コンピュータにおいて望ましいアプローチである2つの応用について述べる。 産業利用のために,先進技術の経済価値を継続的に推定する手法を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We present two applications where open system quantum simulation is the preferred approach on a quantum computer. We choose concrete parameters for the problems in such a way that the application value, which we call utility, can be obtained from the solution directly. The scientific utility is exemplified by a computation of nonequilibrium behavior of Ca$_3$Co$_2$O$_6$, which is studied in \$2M MagLab experiments. For industrial utility, we develop a methodology that allows researchers of various backgrounds to estimate the economic value of an emerging technology consistently. Our approach predicts \$400M utility for the applications of materials with a Metal-Insulator Transition. We focus on the transport calculation in the Hubbard model as the simplest problem that needs to be solved in a large-scale material search. The resource estimates for both problems suffer from a large required runtime, which motivates us to propose novel algorithm optimizations, taking advantage of the translation invariance and the parallelism of the T-gate application. Finally, we introduce several planted solution problems and their obfuscated versions as a benchmark for future quantum devices.
• Abstract（参考訳）: オープンシステム量子シミュレーションが量子コンピュータにおいて望ましいアプローチである2つの応用について述べる。 私たちは、ユーティリティと呼ばれるアプリケーション値を直接ソリューションから得ることができるように、問題の具体的なパラメータを選択します。 この科学的効用は、Ca$_3$Co$_2$O$_6$の非平衡挙動の計算によって実証される。 産業利用のために,先進技術の経済価値を継続的に推定する手法を開発した。 提案手法は,金属絶縁体遷移材料に適用するための4億ドルの効用を予測している。 本稿では,大規模物質探索において解く必要のある最も単純な問題として,ハバードモデルにおける輸送計算に着目する。 両問題のリソース推定は,Tゲートアプリケーションの変換不変性と並列性を利用して,新しいアルゴリズム最適化を提案する動機となる,大きな要求ランタイムに悩まされる。 最後に、将来の量子デバイスのためのベンチマークとして、いくつかのプラントドソリューション問題とその難読化バージョンを紹介する。

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