論文の概要: Quantum Advantage in Resource Estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.02131v1
• Date: Mon, 01 Dec 2025 19:01:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-03 21:04:45.574146
• Title: Quantum Advantage in Resource Estimation
• Title（参考訳）: 資源推定における量子アドバンテージ
• Authors: William A. Simon, Peter J. Love,
• Abstract要約: シミュレーション誤差を正確に測定することにより,より大規模な量子アルゴリズムの数値資源推定を行う上で,指数的な量子優位性が存在することを示す。 提案手法は, 1個の量子ビット系に対して, 量子アルゴリズムのランタイムを約3桁削減できることを示す。 提案する手法は比較的少数の量子ビットと演算を必要とするため、次世代の量子コンピュータは古典的に難解なシステムのシミュレーションエラーを計算することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0687531213383208
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing promises the ability to compute properties of quantum systems exponentially faster than classical computers. Quantum advantage is achieved when a practical problem is solved more efficiently on a quantum computer than on a classical computer. Demonstrating quantum advantage requires a powerful quantum computer with low error rates and an efficient quantum algorithm that has a useful application. Despite rapid progress in hardware development, we still lack useful applications that are feasible for the next generation of quantum computers. Here we argue that an exponential quantum advantage exists in producing numerical resource estimates of larger quantum algorithms by accurately measuring simulation errors. We provide a quantum algorithm for measuring simulation errors of Trotter-based algorithms. Our results indicate that this method will reduce runtimes of quantum algorithms by approximately three orders of magnitude for one-hundred qubit systems. We also predict that these reductions will increase with system size. The methods we propose require relatively few qubits and operations, meaning the next generation of quantum computers could compute simulation errors for classically intractable systems. Since the underlying computations that lead to reduced resource estimates are infeasible for classical computers, this task is a candidate for demonstrating practical quantum advantage.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、古典的コンピュータよりも指数関数的に高速に量子システムの特性を計算できることを約束する。 量子コンピュータでは従来のコンピュータよりも現実的な問題がより効率的に解けると量子優位性が達成される。 量子優位性を示すには、エラー率の低い強力な量子コンピュータと、有用な応用を持つ効率的な量子アルゴリズムが必要である。 ハードウェア開発の急速な進歩にもかかわらず、次世代の量子コンピュータで実現可能な有用なアプリケーションはいまだに欠けている。 ここでは、シミュレーション誤差を正確に測定することで、より大きな量子アルゴリズムの数値資源推定を作成する際に指数的な量子優位性が存在すると論じる。 本稿では,トロッター型アルゴリズムのシミュレーション誤差を測定する量子アルゴリズムを提案する。 提案手法は, 1個の量子ビット系に対して, 量子アルゴリズムのランタイムを約3桁削減できることを示す。 また、システムサイズによってこれらの削減が増加すると予測しています。 提案する手法は比較的少数の量子ビットと演算を必要とするため、次世代の量子コンピュータは古典的に難解なシステムのシミュレーションエラーを計算することができる。 リソース推定の削減につながる基礎となる計算は、古典的コンピュータでは実現不可能であるため、このタスクは実用的な量子優位性を示す候補である。

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