論文の概要: Establishing a New Benchmark in Quantum Computational Advantage with 105-qubit Zuchongzhi 3.0 Processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.11924v1
• Date: Mon, 16 Dec 2024 16:11:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-17 13:56:14.985445
• Title: Establishing a New Benchmark in Quantum Computational Advantage with 105-qubit Zuchongzhi 3.0 Processor
• Title（参考訳）: 105-qubit Zuchongzhi 3.0プロセッサによる量子計算アドバンテージの新しいベンチマークの構築
• Authors: Dongxin Gao, Daojin Fan, Chen Zha, Jiahao Bei, Guoqing Cai, Jianbin Cai, Sirui Cao, Xiangdong Zeng, Fusheng Chen, Jiang Chen, Kefu Chen, Xiawei Chen, Xiqing Chen, Zhe Chen, Zhiyuan Chen, Zihua Chen, Wenhao Chu, Hui Deng, Zhibin Deng, Pei Ding, Xun Ding, Zhuzhengqi Ding, Shuai Dong, Yupeng Dong, Bo Fan, Yuanhao Fu, Song Gao, Lei Ge, Ming Gong, Jiacheng Gui, Cheng Guo, Shaojun Guo, Xiaoyang Guo, Tan He, Linyin Hong, Yisen Hu, He-Liang Huang, Yong-Heng Huo, Tao Jiang, Zuokai Jiang, Honghong Jin, Yunxiang Leng, Dayu Li, Dongdong Li, Fangyu Li, Jiaqi Li, Jinjin Li, Junyan Li, Junyun Li, Na Li, Shaowei Li, Wei Li, Yuhuai Li, Yuan Li, Futian Liang, Xuelian Liang, Nanxing Liao, Jin Lin, Weiping Lin, Dailin Liu, Hongxiu Liu, Maliang Liu, Xinyu Liu, Xuemeng Liu, Yancheng Liu, Haoxin Lou, Yuwei Ma, Lingxin Meng, Hao Mou, Kailiang Nan, Binghan Nie, Meijuan Nie, Jie Ning, Le Niu, Wenyi Peng, Haoran Qian, Hao Rong, Tao Rong, Huiyan Shen, Qiong Shen, Hong Su, Feifan Su, Chenyin Sun, Liangchao Sun, Tianzuo Sun, Yingxiu Sun, Yimeng Tan, Jun Tan, Longyue Tang, Wenbing Tu, Cai Wan, Jiafei Wang, Biao Wang, Chang Wang, Chen Wang, Chu Wang, Jian Wang, Liangyuan Wang, Rui Wang, Shengtao Wang, Xinzhe Wang, Zuolin Wei, Jiazhou Wei, Dachao Wu, Gang Wu, Jin Wu, Shengjie Wu, Yulin Wu, Shiyong Xie, Lianjie Xin, Yu Xu, Chun Xue, Kai Yan, Weifeng Yang, Xinpeng Yang, Yang Yang, Yangsen Ye, Zhenping Ye, Chong Ying, Jiale Yu, Qinjing Yu, Wenhu Yu, Shaoyu Zhan, Feifei Zhang, Haibin Zhang, Kaili Zhang, Pan Zhang, Wen Zhang, Yiming Zhang, Yongzhuo Zhang, Lixiang Zhang, Guming Zhao, Peng Zhao, Xianhe Zhao, Xintao Zhao, Youwei Zhao, Zhong Zhao, Luyuan Zheng, Fei Zhou, Liang Zhou, Na Zhou, Naibin Zhou, Shifeng Zhou, Shuang Zhou, Zhengxiao Zhou, Chengjun Zhu, Qingling Zhu, Guihong Zou, Haonan Zou, Qiang Zhang, Chao-Yang Lu, Cheng-Zhi Peng, XiaoBo Zhu, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: Zuchongzhi 3.0は105量子ビットからなる超伝導量子コンピュータのプロトタイプである。 83量子32サイクルのランダム回路サンプリング実験は、Zuchongzhi 3.0の優れた性能を示し、数百秒で100万サンプルを達成した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 65.64902746326833
• License:
• Abstract: In the relentless pursuit of quantum computational advantage, we present a significant advancement with the development of Zuchongzhi 3.0. This superconducting quantum computer prototype, comprising 105 qubits, achieves high operational fidelities, with single-qubit gates, two-qubit gates, and readout fidelity at 99.90%, 99.62% and 99.18%, respectively. Our experiments with an 83-qubit, 32-cycle random circuit sampling on Zuchongzhi 3.0 highlight its superior performance, achieving one million samples in just a few hundred seconds. This task is estimated to be infeasible on the most powerful classical supercomputers, Frontier, which would require approximately $6.4\times 10^9$ years to replicate the task. This leap in processing power places the classical simulation cost six orders of magnitude beyond Google's SYC-67 and SYC-70 experiments [Nature 634, 328(2024)], firmly establishing a new benchmark in quantum computational advantage. Our work not only advances the frontiers of quantum computing but also lays the groundwork for a new era where quantum processors play an essential role in tackling sophisticated real-world challenges.
• Abstract（参考訳）: 量子計算上の優位性の絶え間なく追求する中で、我々はZuchongzhi 3.0の開発において大きな進歩を示す。 105キュービットからなる超伝導量子コンピュータの試作機は、それぞれ99.90%、99.62%、99.18%の1キュービットゲート、2キュービットゲート、リードアウトフィデリティを持つ高い動作フィデリティを達成する。 83量子32サイクルのランダム回路サンプリングをZuchongzhi 3.0で行った実験では、数百秒で100万個のサンプルが得られた。 このタスクは、最も強力な古典的スーパーコンピュータであるフロンティアでは不可能であると推定され、タスクを複製するにはおよそ6.4\times 10^9$年かかる。 この処理能力の飛躍により、古典的なシミュレーションは、GoogleのSYC-67とSYC-70実験(Nature 634, 328(2024)]より6桁のコストがかかる。 私たちの研究は量子コンピューティングのフロンティアを前進させるだけでなく、量子プロセッサが高度な現実世界の課題に取り組む上で不可欠な役割を担っている新しい時代の土台を築きます。

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