論文の概要: The sudden death of quantum advantage in correlation generations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03088v1
- Date: Wed, 3 Jul 2024 13:22:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 14:16:16.214213
- Title: The sudden death of quantum advantage in correlation generations
- Title（参考訳）: 相関世代における量子優位性の突然の死
- Authors: Weixiao Sun, Fuchuan Wei, Yuguo Shao, Zhaohui Wei,
- Abstract要約: 量子ノイズの強度が0から連続的に上昇すると、量子的優位性は徐々に低下し、最終的には完全に消える。
驚くべきことに、いくつかのケースでは、量子ノイズの強さが一定の点を超えると、量子の利点は無視できないレベルから突然消えてしまう。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3999481573773074
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As quantum error corrections still cannot be realized physically, quantum noise is the most profound obstacle to the implementations of large-scale quantum algorithms or quantum schemes. It has been well-known that if a quantum computer suffers from too strong quantum noise, its running can be easily simulated by a classical computer, making the quantum advantage impossible. Generally speaking, however, the dynamical process that how quantum noise of varying strengths from 0 to a fatal level impacts and destroys quantum advantage has not been understood well. Undoubtedly, achieving this will be extremely valuable for us to understand the power of noisy intermediate-scale quantum computers. Meanwhile, correlation generation is a precious theoretical model of information processing tasks in which the quantum advantage can be precisely quantified. Here we show that this model also provides us a valuable insight into understanding the impact of noise on quantum advantage. Particularly, we will rigorously prove that when the strength of quantum noise continuously goes up from 0, the quantum advantage gradually declines, and eventually fades away completely. Surprisingly, in some cases we observe an unexpected phenomenon we call the sudden death of the quantum advantage, i.e., when the strength of quantum noise exceeds a certain point, the quantum advantage disappears suddenly from a non-negligible level. This interesting phenomenon reveals the tremendous harm of noise to quantum information processing tasks from a new viewpoint.
- Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正はまだ物理的に実現できないため、量子ノイズは大規模量子アルゴリズムや量子スキームの実装において最も大きな障害となる。
量子コンピュータが強すぎる量子ノイズに悩まされた場合、その実行は古典的なコンピュータで容易にシミュレートできるため、量子的優位性は不可能であることが知られている。
しかし、一般的には、0から致命的なレベルまで異なる強度の量子ノイズがどのように影響し、量子的優位性を破壊するかはよく理解されていない。
間違いなく、これを達成することは、ノイズの多い中間スケール量子コンピュータのパワーを理解する上で非常に価値があるでしょう。
一方、相関生成は、量子優位性を正確に定量化できる情報処理タスクの貴重な理論的モデルである。
ここでは、このモデルが量子的優位性に対するノイズの影響を理解するための貴重な洞察を提供することを示す。
特に、量子ノイズの強さが0から連続的に上昇すると、量子の優位性は徐々に低下し、最終的には完全に消えていくことを厳格に証明する。
驚くべきことに、いくつかのケースでは予期せぬ現象を観測し、量子ノイズの強さが一定の点を超えると、量子的優位性は無視できないレベルから突然消える、という量子的優位性の突然の死と呼ぶ。
この興味深い現象は、新しい視点から量子情報処理タスクに対するノイズの重大な害を明らかにしている。
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