論文の概要: Hardware-Efficient Rydberg Atomic Quantum Solvers for NP Problems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.22686v1
• Date: Wed, 30 Jul 2025 13:48:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-31 16:14:18.242667
• Title: Hardware-Efficient Rydberg Atomic Quantum Solvers for NP Problems
• Title（参考訳）: NP問題に対するハードウェア効率の良いRydberg原子量子解法
• Authors: Shuaifan Cao, Xiaopeng Li,
• Abstract要約: 我々はGroverの探索アルゴリズムに基づくNP問題に対する一般的な量子解法を構築し、特にRydberg-atom量子コンピューティングプラットフォームに適合する。 並列化可能なシングルキュービットおよびマルチキュービットエンタングルゲートを用いたライドバーグ原子系の探索アルゴリズムにおける量子オラクルを設計する。 我々の構成は、原子量子ビットは、固定された局所接続を持つ量子プロセッサと比較して、良好な回路深さのスケーリングを提供することを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.842223753702757
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Developing hardware-efficient implementations of quantum algorithms is crucial in the NISQ era to achieve practical quantum advantage. Here, we construct a generic quantum solver for NP problems based on Grover's search algorithm, specifically tailored for Rydberg-atom quantum computing platforms. We design the quantum oracles in the search algorithm using parallelizable single-qubit and multi-qubit entangling gates in the Rydberg atom system, yielding a unified framework for solving a broad class of NP problems with provable quadratic quantum speedup. We analyze the experimental resource requirements considering the unique qubit connectivity of the dynamically reconfigurable qubits in the optical tweezer array. The required qubit number scales linearly with the problem size, representing a significant improvement over existing Rydberg-based quantum annealing approaches that incur quadratic overhead. These results provide a concrete roadmap for future experimental efforts towards demonstrating quantum advantage in NP problem solving using Rydberg atomic systems. Our construction indicates that atomic qubits offer favorable circuit depth scaling compared to quantum processors with fixed local connectivity.
• Abstract（参考訳）: 量子アルゴリズムのハードウェア効率のよい実装を開発することは、現実的な量子優位性を達成するために、NISQ時代に不可欠である。 本稿では,Groverの探索アルゴリズム,特にRydberg-atom量子コンピューティングプラットフォームに適したNP問題の汎用量子解法を構築する。 並列化可能な単一量子ビットおよび複数量子ビットのエンタングルゲートをライドベルク原子系で用いた探索アルゴリズムの量子オラクルを設計し、証明可能な二次量子スピードアップを用いてNP問題の幅広いクラスを解くための統一的な枠組みを提供する。 光ツイーザアレイにおける動的再構成可能なキュービットのユニークな接続性を考慮した実験資源要求の解析を行う。 必要となる量子ビット数は問題の大きさと線形にスケールし、既存のRydbergベースの量子アニール法よりも大幅に改善され、2次的オーバーヘッドが生じる。 これらの結果は、Rydberg原子系を用いたNP問題の解法における量子優位性を示すための将来の実験的取り組みのための具体的なロードマップを提供する。 我々の構成は、原子量子ビットは、固定された局所接続を持つ量子プロセッサと比較して、良好な回路深さのスケーリングを提供することを示している。

関連論文リスト

• Quantum Walks on Arbitrary Spatial Networks with Rydberg Atoms [0.0]
  本稿では,Rydberg原子を用いたスタッガー量子ウォークの一般実装を提案する。 また,スタッガード量子ウォークに必要なテッセルレーションを効率的に構築するアルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-28T17:22:53Z)
• Advancing Quantum State Preparation using LimTDD [5.328178128965817]
  量子状態準備(QSP)は、量子コンピューティングと量子情報処理の基本的な課題である。 本稿では,利用可能なアシラ量子ビットの数に合わせた効率的なQSPアルゴリズム群を提案する。 我々のアルゴリズムは、従来のQSPアルゴリズムと根本的に異なる新しい決定図に基づいている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-23T03:34:44Z)
• VQC-MLPNet: An Unconventional Hybrid Quantum-Classical Architecture for Scalable and Robust Quantum Machine Learning [60.996803677584424]
  変分量子回路(VQC)は、量子機械学習のための新しい経路を提供する。 それらの実用的応用は、制約付き線形表現性、最適化課題、量子ハードウェアノイズに対する鋭敏感といった固有の制限によって妨げられている。 この研究は、これらの障害を克服するために設計されたスケーラブルで堅牢なハイブリッド量子古典アーキテクチャであるVQC-MLPNetを導入している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-12T01:38:15Z)
• Parallel Quantum Computing Simulations via Quantum Accelerator Platform Virtualization [44.99833362998488]
  本稿では,量子回路実行の並列化モデルを提案する。 このモデルはバックエンドに依存しない機能を利用することができ、任意のターゲットバックエンド上で並列量子回路の実行を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-05T17:16:07Z)
• QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
  QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。 提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
• Quantum Annealing for Single Image Super-Resolution [86.69338893753886]
  単一画像超解像(SISR)問題を解くために,量子コンピューティングに基づくアルゴリズムを提案する。 提案したAQCアルゴリズムは、SISRの精度を維持しつつ、古典的なアナログよりも向上したスピードアップを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-18T11:57:15Z)
• QuanGCN: Noise-Adaptive Training for Robust Quantum Graph Convolutional Networks [124.7972093110732]
  本稿では,ノード間の局所的なメッセージパッシングをクロスゲート量子演算のシーケンスで学習する量子グラフ畳み込みネットワーク(QuanGCN)を提案する。 現代の量子デバイスから固有のノイズを緩和するために、ノードの接続をスパーズするためにスパース制約を適用します。 我々のQuanGCNは、いくつかのベンチマークグラフデータセットの古典的なアルゴリズムよりも機能的に同等か、さらに優れている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-09T21:43:16Z)
• Quantum Optimization of Maximum Independent Set using Rydberg Atom Arrays [39.76254807200083]
  最大独立集合問題の解法として量子アルゴリズムを実験的に検討する。 問題の難易度は解の縮退と局所ミニマの数によって制御される。 最も難しいグラフでは、正確な解を見つける際に超線形量子スピードアップを観測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-18T19:00:01Z)
• Demonstration of multi-qubit entanglement and algorithms on a programmable neutral atom quantum computer [0.0]
  ニュートラル原子超微細量子ビットは、同一の特性、長いコヒーレンス時間、高密度多次元配列に閉じ込められる能力により、固有のスケーラビリティを提供する。 プログラム可能なゲートモデル中性原子量子コンピュータ上で,2次元の量子ビット配列を走査した密集光ビームを用いた単一原子の個別アドレス化に基づく量子アルゴリズムを実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-29T15:02:43Z)
• Quantum amplitude damping for solving homogeneous linear differential equations: A noninterferometric algorithm [0.0]
  本研究は,同種LDEを解くための効率的な量子アルゴリズムを構築するために,量子振幅減衰演算を資源として利用する新しい手法を提案する。 このようなオープンな量子系にインスパイアされた回路は、非干渉法で解の実際の指数項を構成することができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-10T11:25:32Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。