論文の概要: Shor's algorithm is possible with as few as 10,000 reconfigurable atomic qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28627v1
• Date: Mon, 30 Mar 2026 16:10:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.506238
• Title: Shor's algorithm is possible with as few as 10,000 reconfigurable atomic qubits
• Title（参考訳）: Shorのアルゴリズムは1万個の再構成可能な原子量子ビットで可能である
• Authors: Madelyn Cain, Qian Xu, Robbie King, Lewis R. B. Picard, Harry Levine, Manuel Endres, John Preskill, Hsin-Yuan Huang, Dolev Bluvstein,
• Abstract要約: Shorのアルゴリズムは1万個の再構成可能な原子量子ビットで暗号的に関連するスケールで実行可能であることを示す。 最近の中性原子実験では、エラー補正しきい値以下で普遍的なフォールトトレラント動作が実証されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7317289681348993
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computers have the potential to perform computational tasks beyond the reach of classical machines. A prominent example is Shor's algorithm for integer factorization and discrete logarithms, which is of both fundamental importance and practical relevance to cryptography. However, due to the high overhead of quantum error correction, optimized resource estimates for cryptographically relevant instances of Shor's algorithm require millions of physical qubits. Here, by leveraging advances in high-rate quantum error-correcting codes, efficient logical instruction sets, and circuit design, we show that Shor's algorithm can be executed at cryptographically relevant scales with as few as 10,000 reconfigurable atomic qubits. Increasing the number of physical qubits improves time efficiency by enabling greater parallelism; under plausible assumptions, the runtime for discrete logarithms on the P-256 elliptic curve could be just a few days for a system with 26,000 physical qubits, while the runtime for factoring RSA-2048 integers is one to two orders of magnitude longer. Recent neutral-atom experiments have demonstrated universal fault-tolerant operations below the error-correction threshold, computation on arrays of hundreds of qubits, and trapping arrays with more than 6,000 highly coherent qubits. Although substantial engineering challenges remain, our theoretical analysis indicates that an appropriately designed neutral-atom architecture could support quantum computation at cryptographically relevant scales. More broadly, these results highlight the capability of neutral atoms for fault-tolerant quantum computing with wide-ranging scientific and technological applications.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、古典的な機械の範囲を超えて計算タスクを実行する可能性がある。 顕著な例として、Shorの整数分解と離散対数に対するアルゴリズムがあり、これは暗号の基本的重要性と実践的関連性の両方である。 しかし、量子誤り訂正のオーバーヘッドが高いため、ショアのアルゴリズムの暗号関連インスタンスに対する最適化されたリソース推定には数百万の物理量子ビットが必要である。 ここでは、高速な量子誤り訂正符号、効率的な論理命令セット、回路設計の進歩を活用して、Shorのアルゴリズムを1万個の再構成可能な原子量子ビットで暗号的に関連するスケールで実行可能であることを示す。 楽観的な仮定では、P-256楕円曲線上の離散対数の実行時間は26,000の物理量子ビットを持つ系ではわずか数日であり、RSA-2048整数を分解する実行時間は1から2桁長くなる。 最近の中性原子実験では、エラー補正しきい値以下の普遍的なフォールトトレラント動作、数百量子ビットの配列の計算、6000以上の高一貫性量子ビットを持つ配列のトラップ化が示されている。 重要な工学的課題は残るが、我々の理論的分析は、適切に設計された中性原子アーキテクチャが、暗号学的に関連するスケールで量子計算をサポートすることを示唆している。 より広範に、これらの結果は、幅広い科学的・技術的応用を持つフォールトトレラント量子コンピューティングにおける中性原子の能力を強調している。

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