論文の概要: Standard estimators cannot represent fault-tolerant workloads at measured error rates: evaluated, evidence-based uncertainty for quantum resource estimation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.10490v1
• Date: Wed, 07 Oct 2026 17:45:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 21:58:23.090883
• Title: Standard estimators cannot represent fault-tolerant workloads at measured error rates: evaluated, evidence-based uncertainty for quantum resource estimation
• Title（参考訳）: 標準推定器は測定誤差率でフォールトトレラントなワークロードを表現できない:量子リソース推定のためのエビデンスに基づく不確実性の評価
• Abstract要約: フォールトトレラントアルゴリズムの実行に必要な量子リソースの推定は、ほとんど常に単一数として報告される。 我々は,フォールトトレラントなハードウェアパラメータに対するエビデンスに基づく先行情報を伝達する,オープンなツールに依存しないフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Estimates of the quantum resources needed to run fault-tolerant algorithms are almost always reported as single numbers, even though they rest on uncertain hardware parameters and on cost models that disagree. We present an open, tool-agnostic framework that propagates evidence-based priors over fault-tolerant hardware parameters through five surface-code cost models, adds correlated-input sensitivity analysis, and evaluates the resulting intervals with a pre-registered three-layer protocol. Applied to RSA-2048, ECC-256, AES-256, and a Hubbard-model simulation on a superconducting surface-code architecture, it produces three coupled findings that together undermine the single-number convention. Propagating the error rates hardware has actually demonstrated, whose median across five large-array devices is about 4 x 10^-3 rather than the conventional 10^-3, widens the 90% physical-qubit interval to roughly forty times and lifts its median about 4.6 times above the conventional point estimate. Against the same inputs, five independently structured cost models, including two third-party estimators (the Azure Quantum Resource Estimator and Qualtran) that agree with each other to within about ten percent, disagree by a stable factor of two, a structural uncertainty that no single tool reveals. Most consequentially, both third-party estimators exceed their representable envelope for 80 to 100 percent of the evidence-based parameter space, and the AES-256 gate count overflows one tool's counter outright, so these workloads cannot be represented at measured error rates at all. The optimistic convention conceals every one of these effects. The uncertainty machinery we use is standard. The contribution is its evidence-based application, the pre-registered evaluation, and the finding that standard tools break down precisely where hardware operates.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントアルゴリズムの実行に必要な量子リソースの推定は、不確実なハードウェアパラメータや不一致のコストモデルに頼っているにもかかわらず、ほとんど常に単一数として報告される。 本稿では,5つの表面コードコストモデルを用いて,耐故障性ハードウェアパラメータに対するエビデンスに基づく先行情報を伝播し,相関入力感度分析を加え,事前に登録した3層プロトコルを用いて結果の間隔を評価するオープンなツール依存フレームワークを提案する。 RSA-2048, ECC-256, AES-256, 超伝導表面コードアーキテクチャ上のハバードモデルシミュレーションに適用すると, 結合した3つの結果が得られた。 誤差率のハードウェアのプロパゲーションは、従来の10^-3ではなく5つの大アレイデバイスで中央値が4 x 10^-3であり、90%の物理ビット間隔を約40倍に拡大し、その中央値が従来の推定値の4.6倍に上昇している。 同じ入力に対して、サードパーティの2つの推定器(Azure Quantum Resource EstimatorとQualtran)を含む、独立した5つのコストモデルが、互いに10%以内で合意し、安定した2つの要因によって、単一のツールが明らかにしない構造的不確実性に異を唱えている。 多くの場合、双方のサードパーティ推定器はエビデンスベースのパラメータ空間の80%から100%で表現可能なエンベロープを超え、AES-256ゲートカウントは1つのツールのカウンタを直にオーバーフローするため、これらのワークロードは測定されたエラー率で表現できない。 楽観的な慣例はこれらの効果の全てを隠蔽している。 私たちが使用する不確実性機械は標準です。 その貢献は、エビデンスベースのアプリケーション、事前登録された評価、そして標準ツールがハードウェアの動作場所を正確に破壊する発見である。

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