論文の概要: Unveiling Energetic Advantage in Superconducting Cat-Qubits Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.19854v1
• Date: Tue, 19 May 2026 13:46:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-20 15:03:09.379125
• Title: Unveiling Energetic Advantage in Superconducting Cat-Qubits Quantum Computation
• Title（参考訳）: 超伝導キャット量子計算における省エネ性
• Abstract要約: 半古典量子フーリエ変換のエネルギー消費は、猫量子ビットに基づく超伝導量子コンピューティングプラットフォーム上で解析された。 最先端の古典コンピュータとの比較研究は、26量子ビット以上のシステムに対する潜在的な量子エネルギー的優位性を示している。
• 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 computers are emerging as a promising new technology due to their ability to solve complex problems that exceed the capabilities of classical systems in terms of time. Among various implementations, superconducting qubits have become the leading technology due to their scalability and compatibility with quantum error correction mechanisms. Although time has traditionally been the primary focus, energetic efficiency is becoming an increasingly important consideration, especially with the possibility of a quantum energetic advantage. In this article, the energy consumption of the Semiclassical Quantum Fourier Transform was analyzed on a superconducting quantum computing platform based on cat qubits. Quantum error correction mechanisms were studied and considered in the energy estimations. The results show how the energy consumption scales with the number of qubits and how the most relevant parameters required for qubit stabilization, gate implementation, and error correction codes contribute to the overall energy usage. An optimization method was developed to tune these parameters with the goal of minimizing energy consumption while maintaining qubit fidelities above a given threshold. Additionally, a comparative study with state-of-the-art classical computers indicates a potential quantum energetic advantage for systems with more than 26 qubits, assuming cryogenic systems operating at Carnot efficiency, with this energetic advantage arising before any computational advantage. This behavior persists even when realistic cryogenic systems and control electronics are taken into account.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、古典的なシステムの能力を超える複雑な問題を解決する能力のために、将来性のある新しい技術として登場しつつある。 超伝導量子ビットは、スケーラビリティと量子誤り訂正機構との互換性のため、主要な技術となっている。 伝統的に時間が最も重視されてきたが、特に量子エネルギーの優位性の可能性において、エネルギー効率はますます重要視されている。 本稿では,猫量子ビットに基づく超伝導量子コンピューティングプラットフォームを用いて,半古典量子フーリエ変換のエネルギー消費量を解析した。 エネルギー推定において量子誤差補正機構を研究し検討した。 その結果、量子ビット数とともにエネルギー消費がいかにスケールするか、および、量子ビット安定化、ゲート実装、エラー訂正コードに必要な最も関連性の高いパラメータが全体のエネルギー消費にどのように寄与するかが示されている。 所定のしきい値を超える量子ビット密度を維持しながら、エネルギー消費を最小限に抑えるために、これらのパラメータを最適化する方法を開発した。 さらに、最先端の古典コンピュータとの比較研究は、26量子ビット以上のシステムに対して潜在的な量子エネルギー的優位性を示し、カルノット効率で動作する低温系を仮定し、このエネルギー的優位性は計算上の優位性の前に生じる。 この挙動は、現実的な極低温システムや制御エレクトロニクスを考慮に入れた場合でも持続する。

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