論文の概要: Experimental factoring integers using fixed-point-QAOA with a trapped-ion quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.10588v1
• Date: Thu, 13 Mar 2025 17:40:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-14 15:52:10.415724
• Title: Experimental factoring integers using fixed-point-QAOA with a trapped-ion quantum processor
• Title（参考訳）: トラップイオン量子プロセッサを用いた固定点QAOAを用いた実験的ファクタリング整数
• Authors: Ilia V. Zalivako, Andrey Yu. Chernyavskiy, Anastasiia S. Nikolaeva, Alexander S. Borisenko, Nikita V. Semenin, Kristina P. Galstyan, Andrey E. Korolkov, Sergey V. Grebnev, Evgeniy O. Kiktenko, Ksenia Yu. Khabarova, Aleksey K. Fedorov, Ilya A. Semerikov, Nikolay N. Kolachevsky,
• Abstract要約: 我々は、Schnorrアプローチと量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)の修正版を用いて、捕捉されたイオン量子プロセッサによる整数の分解を実験的に実証した。 6量子ビットを用いた1591=37times43$と10量子ビットの746579521times7817$と35183361263263=4 194191times8388593$のシミュレーション結果について実験を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.867632812964743
• License:
• Abstract: Factoring integers is considered as a computationally-hard problem for classical methods, whereas there exists polynomial-time Shor's quantum algorithm for solving this task. However, requirements for running the Shor's algorithm for realistic tasks, which are beyond the capabilities of existing and upcoming generations of quantum computing devices, motivates to search for alternative approaches. In this work, we experimentally demonstrate factoring of the integer with a trapped ion quantum processor using the Schnorr approach and a modified version of quantum approximate optimization algorithm (QAOA). The key difference of our approach in comparison with the recently proposed QAOA-based factoring method is the use of the fixed-point feature, which relies on the use of universal parameters. We present experimental results on factoring $1591=37\times43$ using 6 qubits as well as simulation results for $74425657=9521\times7817$ with 10 qubits and $35183361263263=4194191\times8388593$ with 15 qubits. Alongside, we present all the necessary details for reproducing our results and analysis of the performance of the factoring method, the scalability of this approach both in classical and quantum domain still requires further studies.
• Abstract（参考訳）: ファクチャリング整数は古典的手法では計算に難題であると見なされるが、この問題を解くために多項式時間ショアの量子アルゴリズムが存在する。 しかしながら、Shorのアルゴリズムを現実的なタスクのために実行するための要件は、既存の世代と次世代の量子コンピューティングデバイスの能力を超えるものであり、別のアプローチを探す動機となっている。 本研究では、Schnorrアプローチと量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)の修正版を用いて、捕捉されたイオン量子プロセッサによる整数の分解を実験的に実証する。 最近提案されたQAOAに基づくファクタリング手法と比較して、我々のアプローチのキーとなる違いは、普遍パラメータの使用に依存する固定点特徴の利用である。 1591=37\times43$を6キュービットとし,74425657=9521\times7817$を10キュービット,3183361263263=4 194191\times8388593$を15キュービットで計算した。 また, 計算結果の再現やファクタリング法の性能解析に必要となるすべての詳細について述べるとともに, 古典的領域と量子的領域の両方において, このアプローチのスケーラビリティにはさらなる研究が必要である。

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