Fugu-MT 論文翻訳(概要): Quantum Simulation of Noisy Quantum Networks

論文の概要: Quantum Simulation of Noisy Quantum Networks

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09144v1
Date: Tue, 10 Jun 2025 18:01:10 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2025-06-13 06:35:01.832009
Title: Quantum Simulation of Noisy Quantum Networks
Title（参考訳）: ノイズ量子ネットワークの量子シミュレーション
Authors: Ferran Riera-Sàbat, Jorge Miguel-Ramiro, Wolfgang Dür,
Abstract要約: 複雑な量子ネットワークは、指数的に増加する状態空間とノイズによる不完全性のためにシミュレーションが難しい。我々は、量子コンピュータとノイズの多い中間規模量子(NISQ)デバイスを量子ネットワークシミュレータとして活用する代替手法を提案する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Complex quantum networks are not only hard to establish, but also difficult to simulate due to the exponentially growing state space and noise-induced imperfections. In this work, we propose an alternative approach that leverage quantum computers and noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices as simulators for quantum networks, including noisy quantum devices, channels, and protocols. Rather than considering noise as an undesired property that needs to be mitigated, we demonstrate how imperfections in quantum hardware can be utilized to simulate real-world communication devices under realistic conditions beyond classical simulation capabilities. Our approach allows NISQ devices with modest noise to simulate devices with more significant imperfections enabling large-scale, detailed simulations of quantum networks, where exact error models can be treated. It also improves over direct implementation and benchmarking of real networks, as waiting times for information transmission, locality, and memory restrictions do not apply. This framework can offer advantages in flexibility, scalability, and precision, demonstrating that NISQ devices can serve as natural testbeds for complex quantum networks, and paving the way for more efficient quantum network simulations.
Abstract（参考訳）: 複雑な量子ネットワークは確立が困難であるだけでなく、指数的に増加する状態空間とノイズによる不完全性のためにシミュレーションも困難である。本研究では、量子コンピュータとノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスを、ノイズの多い量子デバイス、チャネル、プロトコルを含む量子ネットワークのシミュレータとして活用する代替手法を提案する。ノイズを緩和する必要のある望ましくない特性として考えるのではなく、量子ハードウェアにおける不完全性を利用して、古典的なシミュレーション能力を超える現実的な条件下での現実的な通信デバイスをシミュレートする方法を実証する。提案手法により,NISQデバイスはノイズの少ないデバイスに対して,より重大な欠陥のあるデバイスをシミュレートすることが可能となり,量子ネットワークの大規模かつ詳細なシミュレーションが可能となった。また、情報伝送の待ち時間、局所性、メモリ制限が適用されないため、実際のネットワークの直接実装やベンチマークよりも改善されている。このフレームワークは、柔軟性、スケーラビリティ、精度の利点を提供し、NISQデバイスが複雑な量子ネットワークの自然なテストベッドとして機能し、より効率的な量子ネットワークシミュレーションの道を開くことを実証することができる。

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