論文の概要: Benchmarking the computational power of quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.12146v1
- Date: Thu, 10 Sep 2026 19:24:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-15 07:38:31.526443
- Title: Benchmarking the computational power of quantum computers
- Title（参考訳）: 量子コンピュータの計算能力のベンチマーク
- Abstract要約: 量子コンピューティングハードウェアは、科学的なブレークスルーを可能にするユーティリティスケールマシンに向かって急速に進歩している。
したがって、量子ユーティリティへの進捗を追跡するには、ユーティリティスケールの課題問題に対する計算能力を測定する厳密なベンチマークが必要である。
ここでは,最大計算関連量子回路のサイズを定量化する新しいベンチマークを用いて,計算能力の直接的,クロスプラットフォームな測定を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.854708597918177
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing hardware is advancing rapidly toward utility-scale machines that will enable scientific breakthroughs. Many teams are pursuing distinct and difficult-to-compare routes to this goal, using different qubit technologies and logical architectures. Tracking progress toward quantum utility therefore requires rigorous benchmarks that measure computational capability relative to utility-scale challenge problems and enable fair comparison across disparate platforms. Here we demonstrate direct, cross-platform measurement of quantum computational capability using a new benchmark that quantifies the size of the largest computationally relevant quantum circuits that a machine can execute successfully and the speed at which it can execute them. We apply this quantum universal operation performance system (QUOPS) experimentally to leading processors from Quantinuum, Google, and IBM, computing directly on physical qubits. Translating state-of-the-art resource requirements for recognized challenge problems that represent useful quantum computation into effective QUOPS circuit sizes shows that computational capability must grow by 5 orders of magnitude, motivating fault-tolerant approaches. We use the same benchmark to assess the performance of a simple fault-tolerant logical-qubit processor implemented on up to eight [[7,1,3]]-encoded logical qubits using Quantinuum Helios-1, and project the growth of capability across successive generations of fault-tolerant quantum computers to show how QUOPS can track progress toward quantum scientific utility.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングハードウェアは、科学的なブレークスルーを可能にするユーティリティスケールマシンに向かって急速に進歩している。
多くのチームは、異なるキュービット技術と論理的アーキテクチャを使用して、この目標に向かって、明確で互換性の難しいルートを追求しています。
したがって、量子ユーティリティへの進捗の追跡には、ユーティリティスケールの課題問題に対する計算能力を測定する厳密なベンチマークが必要であり、異なるプラットフォーム間で公正な比較を可能にする。
ここでは、機械が正常に実行可能な最大の計算関連量子回路のサイズと、それを実行可能な速度を定量化する新しいベンチマークを用いて、量子計算能力の直接的、クロスプラットフォームな測定を実証する。
この量子ユニバーサル演算性能システム(QUOPS)を、Quantinuum、Google、IBMなどの主要なプロセッサに実験的に適用し、物理量子ビットを直接計算する。
有用な量子計算を有効なQUOPS回路サイズに変換することで、計算能力は5桁の規模で成長し、フォールトトレラントなアプローチを動機付けなければならないことを示す。
我々は、Quantinuum Helios-1を用いて最大8[[7,1,3]で符号化された論理量子ビット上に実装された単純なフォールトトレラントな論理量子ビットプロセッサの性能を評価するために、同じベンチマークを使用し、QUOPSが量子科学ユーティリティへの進歩を追跡できることを示すために、連続したフォールトトレラントな量子コンピュータ間の能力の増大を予測した。
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