論文の概要: Requirements for Early Quantum Advantage and Quantum Utility in the Capacitated Vehicle Routing Problem
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.11469v1
- Date: Sun, 14 Sep 2025 23:23:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-16 17:26:23.098774
- Title: Requirements for Early Quantum Advantage and Quantum Utility in the Capacitated Vehicle Routing Problem
- Title（参考訳）: 静電容量化車両ルーティング問題における早期量子アドバンテージと量子実用性の必要性
- Authors: Chinonso Onah, Kristel Michielsen,
- Abstract要約: CVRP(Capacitated Vehicle Problem)が早期量子優位性を実現するための,透過的かつ符号化に依存しないフレームワークを提案する。
我々の分析では、最高の場合であっても、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)ハードウェアでは、これはありそうにない。
CVRPの早期量子優位性のための候補インスタンスの特定に加えて、フレームワークはgo/no-goメトリックを統一する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2578242050187029
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a transparent, encoding-agnostic framework for determining when the Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP) can achieve early quantum advantage. Our analysis shows this is unlikely on noisy intermediate scale quantum (NISQ) hardware even in best case scenarios that use the most qubit-efficient direct encodings. Closed-form resource counts, combined with recent device benchmarks, yield three decisive go/no-go figures of merit: the quantum feasibility point and the qubit- and gate-feasibility lines, which place any CVRP instance on a single decision diagram. Contrasting a direct QUBO mapping with a space-efficient higher-order (HOBO) encoding reveals a large gap. Applied to early-advantage benchmarks such as Golden-5, our diagram shows that HOBO circuits require only 7,685 qubits, whereas comparable QUBO encodings still exceed 200,000 qubits. In addition to identifying candidate instances for early quantum advantage in CVRP, the framework provides a unifying go/no-go metric that ingests any CVRP encoding together with any hardware profile and highlights when quantum devices could challenge classical heuristics. Quantum advantage in CVRP would likely require innovative problem decomposition techniques.
- Abstract（参考訳）: CVRP(Capacitated Vehicle Routing Problem)が早期量子優位性を実現するための,透過的かつ符号化に依存しないフレームワークを提案する。
我々の分析では、最も量子ビット効率のよい直接符号化を用いる場合であっても、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)ハードウェアではこれが不可能であることが示されている。
クローズドフォームのリソースカウントは、最近のデバイスベンチマークと組み合わせて、3つの決定的なゴー/ノーゴーのメリットを生んでいる。
空間効率の高い高次符号化(HOBO)による直接QUBOマッピングとは対照的に,大きなギャップが生じる。
Golden-5のような早期アドバンテージのベンチマークでは、HOBO回路は7,685量子ビットしか必要としないが、同等のQUBO符号化は20,000量子ビットを超えている。
CVRPの初期の量子優位性のための候補インスタンスの特定に加えて、このフレームワークは、任意のハードウェアプロファイルとともにCVRPエンコーディングを取り込み、量子デバイスが古典的ヒューリスティックに挑戦する際のハイライトとなる、統一されたgo/no-goメトリックを提供する。
CVRPの量子優位性は、革新的な問題を分解する技術を必要とするだろう。
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