論文の概要: Structural Conditions for Distributed Quantum Advantage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.04393v1
• Date: Sat, 03 Oct 2026 09:32:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-12 10:57:35.597577
• Title: Structural Conditions for Distributed Quantum Advantage
• Title（参考訳）: 分散量子アドバンテージの構造条件
• Abstract要約: 回路切断は、古典的な編み物の価格で、回路よりも小さいプロセッサ上で量子計算を実行する。 このコストを安く抑えることは必要だが、古典的に簡単なサブ回路を編むのは、それ自体が古典的に簡単であるため、有利には十分ではない。 我々は,固定幅のサブ回路を乗算すると,サブ回路が有界界面の後方で成長し,指数的に高価になる場合に編み物が安価であることを証明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Circuit cutting runs a quantum computation on processors smaller than the circuit, at the price of classical knitting whose cost grows exponentially with the number of cut gates. Keeping this cost affordable is necessary but not sufficient for an advantage, since knitting classically easy subcircuits is itself classically easy. We formulate three requirements for distributed quantum advantage under a stated budget: affordable knitting, classical difficulty that survives the cut, and, for variational circuits, resolvable gradients. We prove that under stated assumptions knitting stays affordable when subcircuits grow behind a bounded interface and becomes exponentially expensive when fixed-width subcircuits multiply. We turn the requirements into screening criteria and apply them to eighteen circuit families. We identify finite local-depth circuits with bounded interfaces as a setting in which the requirements can coexist, with hardness established only in the worst case. As a classically verifiable proof of principle, we knit one gate joining two field-perturbed toric-code patches on an IBM Nighthawk processor for up to 142 spins, and confirm that the reconstruction can at least resolve the contact correlation beyond independent execution for up to 98 qubits.
• Abstract（参考訳）: 回路切断は、回路よりも小さいプロセッサ上で量子計算を実行し、カットゲートの数とともにコストが指数関数的に増加する古典的な編み物の価格で行う。 このコストを安く抑えることは必要だが、古典的に簡単なサブ回路を編むのは、それ自体が古典的に簡単であるため、有利には十分ではない。 我々は, 安価な編み物, 古典的難易度, 変分回路, 解き易い勾配の3つの条件を定式化した。 我々は,固定幅のサブ回路を乗算すると,サブ回路が有界界面の後方で成長し,指数的に高価になる場合に編み物が安価であることを証明する。 要件をスクリーニング基準に変換し、18の回路ファミリに適用する。 境界インターフェースを持つ有限局所深度回路を,要件が共存可能な設定として同定し,最悪の場合のみ硬さが確立される。 古典的に検証可能な原理の証明として、最大142スピンのIBM Nighthawkプロセッサに2つのフィールドパーター付きトーリックコードパッチを結び付ける1つのゲートを編み、最大98キュービットの独立実行以上の接触相関を少なくとも解決できることを確認する。

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