論文の概要: Energetics of Rydberg-atom Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03141v1
- Date: Tue, 06 Jan 2026 16:11:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-07 17:02:13.014114
- Title: Energetics of Rydberg-atom Quantum Computing
- Title（参考訳）: Rydberg-atom Quantum Computingのエネルギー
- Authors: Óscar Alves, Marco Pezzutto, Yasser Omar,
- Abstract要約: Rydberg原子は最近、大規模量子コンピュータを実装する最も有望なプラットフォームの一つとして登場した。
この研究は、Rydberg原子量子コンピュータの様々な要素のエネルギー消費を研究することを目的としている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing exploits the properties of Quantum Mechanics to solve problems faster than classical computers. The potential applications of this technology have been widely explored, and extensive research over the past decades has been dedicated to developing scalable quantum computers. However, the question of the energetic performance of quantum computation has only gained attention more recently, and its importance is now recognized. In fact, quantum computers can only be a viable alternative if their energy cost scales favorably, and some research has shown that there is even a potential quantum energy advantage. Rydberg atoms have emerged recently as one of the most promising platforms to implement a large-scale quantum computer, with significant advances made in recent years. This work aims at contributing first steps to understand the energy efficiency of this platform, namely by investigating the energy consumption of the different elements of a Rydberg atom quantum computer. First, an experimental implementation of the Quantum Phase Estimation algorithm is analyzed, and an estimation of the energetic cost of executing this algorithm is calculated. Then, a potential scaling of the energy cost of performing the Quantum Fourier Transform with Rydberg atoms is derived. This analysis facilitates a comparison of the energy consumption of different elements within a Rydberg atom quantum computer, from the preparation of the atoms to the execution of the algorithm, and the measurement of the final state, enabling the evaluation of the energy expenditure of the Rydberg platform and the identification of potential improvements. Finally, we used the Quantum Fourier Transform as an energetic benchmark, comparing the scaling we obtained to that of the execution of the Discrete Fourier Transform in two state-of-the-art classical supercomputers.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは量子力学の特性を利用して、古典的コンピュータよりも高速に問題を解く。
この技術の潜在的な応用は広く研究され、過去数十年にわたって大規模な研究はスケーラブルな量子コンピュータの開発に費やされてきた。
しかし、量子計算のエネルギー的性能に関する問題は近年注目され、その重要性が認識されている。
実際、量子コンピュータは、そのエネルギーコストが好ましくスケールした場合にのみ実現可能な代替手段となり得る。
ライドバーグ原子は近年、大規模量子コンピュータを実装する上で最も有望なプラットフォームの一つとして登場し、近年大きな進歩を遂げている。
この研究は、このプラットフォームのエネルギー効率を理解するための最初のステップ、すなわち、Rydberg原子量子コンピュータの異なる要素のエネルギー消費を研究することを目的としている。
まず、量子位相推定アルゴリズムの実験的実装を分析し、このアルゴリズムを実行するためのエネルギーコストを推定する。
次に、Rydberg原子を用いた量子フーリエ変換を行う際のエネルギーコストの潜在的スケーリングを導出する。
この分析は、Rydberg atom 量子コンピュータ内の異なる元素のエネルギー消費の比較を、原子の調製からアルゴリズムの実行、最終状態の測定まで促進し、Rydberg プラットフォームのエネルギー消費の評価と潜在的な改善の特定を可能にする。
最後に、量子フーリエ変換をエネルギー的ベンチマークとして使用し、2つの最先端の古典的スーパーコンピュータにおける離散フーリエ変換の実行のスケーリングと比較した。
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