本論文は、量子回路ニッティング技術の根本的な限界を明らかにしている。量子回路ニッティングは、複数の量子プロセッサを接続して分散量子コンピューティングを実現する有望なアプローチの1つである。しかし、この技術にはスケーラビリティの問題がある。
具体的には、以下の点が示されている:
量子回路ニッティングにおけるサンプリングオーバーヘッドは、対象となる二部量子チャネルの正確なエンタングルメントコストによって指数関数的に下限付けられる。これは並列カット領域でも成り立つ。
サンプリングオーバーヘッドの下限は、二部量子チャネルのκ-エンタングルメントとmax-Rains情報を用いて効率的に計算できる。
この結果は、特定の二部ユニタリ演算だけでなく、一般の二部量子チャネルにも適用できる。
具体的な量子ゲート(CNOT、Toffoli、control-SWAPなど)について、サンプリングコストの下限を示した。
多数の二部量子チャネルからなる量子回路をニッティングする際、サンプリングコストは入力量子ビット数の指数関数的に増大する。
これらの結果は、量子回路ニッティング技術の根本的な限界を明らかにしており、大規模な分散量子コンピューティングの実現に向けた課題を示唆している。
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by Mingrui Jing... : arxiv.org 04-05-2024
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