論文の概要: Demonstrating an unconditional separation between quantum and classical information resources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.07255v1
• Date: Mon, 08 Sep 2025 22:18:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-10 14:38:27.13525
• Title: Demonstrating an unconditional separation between quantum and classical information resources
• Title（参考訳）: 量子情報資源と古典情報資源の非条件分離の実証
• Authors: William Kretschmer, Sabee Grewal, Matthew DeCross, Justin A. Gerber, Kevin Gilmore, Dan Gresh, Nicholas Hunter-Jones, Karl Mayer, Brian Neyenhuis, David Hayes, Scott Aaronson,
• Abstract要約: 計算処理に必要な情報資源の非条件量子優位性を実証する。 空間効率のよい古典的アルゴリズムにおいて62ビットから382ビットのメモリを必要とするタスクを構築し,12量子ビットのみを用いて解決する。 この形の量子優位性は、量子コンピューティングの新しいベンチマークを表している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4850289280359021
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A longstanding goal in quantum information science is to demonstrate quantum computations that cannot be feasibly reproduced on a classical computer. Such demonstrations mark major milestones: they showcase fine control over quantum systems and are prerequisites for useful quantum computation. To date, quantum advantage has been demonstrated, for example, through violations of Bell inequalities and sampling-based quantum supremacy experiments. However, both forms of advantage come with important caveats: Bell tests are not computationally difficult tasks, and the classical hardness of sampling experiments relies on unproven complexity-theoretic assumptions. Here we demonstrate an unconditional quantum advantage in information resources required for a computational task, realized on Quantinuum's H1-1 trapped-ion quantum computer operating at a median two-qubit partial-entangler fidelity of 99.941(7)%. We construct a task for which the most space-efficient classical algorithm provably requires between 62 and 382 bits of memory, and solve it using only 12 qubits. Our result provides the most direct evidence yet that currently existing quantum processors can generate and manipulate entangled states of sufficient complexity to access the exponentiality of Hilbert space. This form of quantum advantage -- which we call quantum information supremacy -- represents a new benchmark in quantum computing, one that does not rely on unproven conjectures.
• Abstract（参考訳）: 量子情報科学の長年の目標は、古典的なコンピュータでは再現できない量子計算を実証することである。 これらのデモンストレーションは、量子システムに対するきめ細かい制御を示し、有用な量子計算の前提条件である。 これまで、ベルの不等式やサンプリングに基づく量子超越性実験の違反など、量子的優位性が実証されてきた。 ベルテストは計算的に難しい作業ではなく、サンプリング実験の古典的な硬さは、証明されていない複雑性理論的な仮定に依存している。 ここでは、計算処理に必要な情報資源の無条件量子優位性を示し、99.941(7)%の中央2量子ビット部分エンタングルの忠実度で動作している量子inuumのH1-1トラップイオン量子コンピュータ上で実現した。 空間効率のよい古典的アルゴリズムにおいて62ビットから382ビットのメモリを必要とするタスクを構築し,12量子ビットのみを用いて解決する。 我々の結果は、現在存在する量子プロセッサがヒルベルト空間の指数性にアクセスするのに十分な複雑さの絡み合った状態を生成し、操作できるという最も直接的な証拠を提供する。 量子情報優位性(quantum information supremacy)と呼ばれるこの形の量子優位性は、未証明の予想に依存しない量子コンピューティングの新しいベンチマークである。

関連論文リスト

• Digital quantum simulation of many-body systems: Making the most of intermediate-scale, noisy quantum computers [51.56484100374058]
  この論文は量子デバイス上の量子力学をシミュレートすることを中心にしている。 本稿では,量子力学における最も関連性の高い量子アルゴリズムの概要を紹介する。 近い将来に量子シミュレーションの恩恵を受けることができる量子力学における関連する問題を同定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-29T10:37:19Z)
• Quantum Computer Does Not Need Coherent Quantum Access for Advantage [0.0]
  量子スピードアップの大多数は、古典的な情報をコヒーレントな量子的にアクセスできるサブルーチンに依存している。 最適化のための量子勾配降下アルゴリズムを開発し,多種多様な応用を享受する基礎技術である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-04T11:24:28Z)
• The curse of random quantum data [62.24825255497622]
  量子データのランドスケープにおける量子機械学習の性能を定量化する。 量子機械学習におけるトレーニング効率と一般化能力は、量子ビットの増加に伴い指数関数的に抑制される。 この結果は量子カーネル法と量子ニューラルネットワークの広帯域限界の両方に適用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-19T12:18:07Z)
• Computable and noncomputable in the quantum domain: statements and conjectures [0.70224924046445]
  本稿では,量子コンピュータによって解を加速できる問題のクラスを記述するためのアプローチを検討する。 初期量子状態を所望の状態に変換するユニタリ演算は、1ビットと2ビットのゲートの列に分解可能である必要がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-25T15:47:35Z)
• Verifiable measurement-based quantum random sampling with trapped ions [0.7978498178655667]
  量子コンピュータは、今、彼らの古典的なコンピュータよりも優れています。 この利点を示す方法の1つは、量子コンピューティングデバイス上で実行される量子ランダムサンプリングである。 ここでは、量子計算の計測に基づくモデルにおいて、効率よく検証可能な量子ランダムサンプリングを実験的に示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-26T18:00:03Z)
• Classical Verification of Quantum Learning [42.362388367152256]
  量子学習の古典的検証のための枠組みを開発する。 そこで我々は,新しい量子データアクセスモデルを提案し,これを"mixture-of-superpositions"量子例と呼ぶ。 この結果から,学習課題における量子データの潜在能力は無限ではないものの,古典的エージェントが活用できることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-08T00:31:27Z)
• Simple Tests of Quantumness Also Certify Qubits [69.96668065491183]
  量子性の検定は、古典的検証者が証明者が古典的でないことを(のみ)証明できるプロトコルである。 我々は、あるテンプレートに従う量子性のテストを行い、(Kalai et al., 2022)のような最近の提案を捉えた。 すなわち、同じプロトコルは、証明可能なランダム性や古典的な量子計算のデリゲートといったアプリケーションの中心にあるビルディングブロックであるqubitの認定に使用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-02T14:18:17Z)
• Depth-efficient proofs of quantumness [77.34726150561087]
  量子性の証明は、古典的検証器が信頼できない証明器の量子的利点を効率的に証明できる挑戦応答プロトコルの一種である。 本稿では、証明者が量子回路を一定深度でしか実行できない量子性構成の証明を2つ与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-05T17:45:41Z)
• Demonstrating the power of quantum computers, certification of highly entangled measurements and scalable quantum nonlocality [0.0]
  我々は、量子ネットワークにインスパイアされた相関実験において、最先端のIBM量子コンピュータのパワーを実証する。 実験では最大12量子ビットを特徴とし,ベル状態測定の実装が必要である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-29T13:59:49Z)

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。