論文の概要: How to Design a Classically Difficult Random Quantum Circuit for Quantum Computational Advantage Experiments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.16035v1
- Date: Mon, 27 Jan 2025 13:29:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-28 13:55:50.413901
- Title: How to Design a Classically Difficult Random Quantum Circuit for Quantum Computational Advantage Experiments
- Title（参考訳）: 量子計算アドバンテージ実験のための古典的難易度量子回路の設計法
- Authors: He-Liang Huang, Youwei Zhao, Chu Guo,
- Abstract要約: 量子計算の利点の最近の成功例は、特別に設計されたランダム量子回路(RQC)プロトコルに大きく依存している。
我々は,テキストZuchongzhi量子計算優位実験において,最適なRQCを求めるための自動プロトコル設計手法について報告する。
提案手法により,従来のシミュレーションコストを少なくとも1桁の規模で向上させることができると推定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2289361708127877
- License:
- Abstract: Quantum computational advantage is a critical milestone for near-term quantum technologies and an essential step towards building practical quantum computers. Recent successful demonstrations of quantum computational advantage owe much to specifically designed random quantum circuit (RQC) protocols that enable hardware-friendly implementation and, more importantly, pose great challenges for classical simulation. Here, we report the automated protocol design approach used for finding the optimal RQC in the \textit{Zuchongzhi} quantum computational advantage experiment [Phys. Rev. Lett. 127 (18), 180501 (2021)]. Without a carefully designed protocol, the classical simulation cost of the \textit{Zuchongzhi}'s 56-qubit 20-cycle RQC experiment would not be considerably higher than Google's 53-qubit 20-cycle experiment, even though more qubits are involved. For Google's latest RQC experiment using $70$ qubits and $24$ cycles [arXiv:2304.11119 (2023)], we estimate that its classical simulation cost can be increased by at least one order of magnitude using our approach. The proposed method can be applied to generic planar quantum processor architectures and addresses realistic imperfections such as processor defects, underpinning quantum computational advantage experiments in future generations of quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 量子計算の優位性は、短期量子技術にとって重要なマイルストーンであり、実用的な量子コンピュータを構築するための重要なステップである。
近年の量子計算の優位性の実証は、ハードウェアフレンドリーな実装を可能にする特別に設計されたランダム量子回路(RQC)プロトコルに大きく依存している。
本稿では,<textit{Zuchongzhi} 量子計算優位実験[Phys. Rev. Lett. 127 (18), 180501 (2021)]において,最適な RQC を求めるための自動プロトコル設計手法について報告する。
慎重に設計されたプロトコルがなければ、\textit{Zuchongzhi} の 56-qubit 20-cycle RQC 実験の古典的なシミュレーションコストは Google の 53-qubit 20-cycle 実験よりもかなり高くはない。
70ドルのキュービットと24ドルのサイクル(arXiv:2304.11119 (2023))を使ったGoogleの最新のRQC実験では、その古典的なシミュレーションコストは、我々のアプローチを使って少なくとも1桁の規模で向上できると見積もっている。
提案手法は汎用的な平面量子プロセッサアーキテクチャに適用でき,プロセッサ欠陥などの現実的な欠陥に対処できる。
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