論文の概要: Digital-Analog-Digital Quantum Supremacy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07127v1
• Date: Mon, 08 Dec 2025 03:23:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.693548
• Title: Digital-Analog-Digital Quantum Supremacy
• Title（参考訳）: Digital-Analog-Digital Quantum Supremacy
• Authors: Daniel Lidar,
• Abstract要約: 本稿では,ハイブリッドデジタルアナログデジタル量子コンピューティングモデルのための量子優位性フレームワークを提案する。 その結果、今日の量子アニールでは量子超越性試験が可能であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum supremacy has been explored extensively in gate-model settings. Here, we introduce a quantum-supremacy framework for a hybrid digital-analog-digital quantum computing (DADQC) model. We consider a device that applies an initial layer of single-qubit gates, a single transverse-field Ising analog block, and a final single-qubit layer before $Z$-basis readout. The analog block approximates $Z$-diagonal Ising evolution, and we prove that the resulting output distribution is within constant total-variation (TV) distance of an Instantaneous Quantum Polynomial-time (IQP) circuit. Our bounds and constructions are established for fully connected as well as bounded-degree hardware graphs, matching a variety of architectures, including trapped-ion, neutral atom, and superconducting platforms. Assuming anticoncentration (which we prove for all-to-all hardware graphs and conjecture for bounded-degree hardware graphs) and an average-case hardness conjecture for the associated complex-temperature Ising partition functions, standard reductions imply that any efficient classical sampler achieving constant TV error collapses the polynomial hierarchy. Our results imply that quantum-supremacy tests are possible on today's quantum annealers, as well as other devices capable of hybrid digital-analog quantum evolution.
• Abstract（参考訳）: 量子超越性はゲートモデル設定において広く研究されている。 本稿では,DADQC(Digital-analog-digital quantum computing)モデルのための量子優位性フレームワークを提案する。 単一キュービットゲートの初期層,横フィールドIsingアナログブロック,および最終的な単一キュービット層をZ$ベーシ・リードアウト前に適用する装置について検討する。 アナログブロックは、Z$対角線イジングの進化を近似し、その結果の出力分布が、瞬時量子多項式時間(IQP)回路の総偏差(TV)距離内であることを証明する。 私たちの境界と構造は、完全に接続されたハードウェアグラフと同様に、トラップイオン、中性原子、超伝導プラットフォームなど、さまざまなアーキテクチャと一致するように確立されています。 反集中(全ハードウェアグラフと有界ハードウェアグラフの予想)と関連する複素温度イジング分割関数の平均ケース硬さ予想を仮定すると、標準還元は、定数TV誤差を達成する効率的な古典的サンプリング器が多項式階層を崩壊させることを意味する。 我々の結果は、今日の量子アニールや、ハイブリッドデジタルアナログ量子進化が可能な他のデバイスにおいて、量子超越性テストが可能であることを示唆している。

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