量子情報：フォールトトレランス以前での量子コンピューティングの有用性を示す証拠

量子コンピューティングは、特定の問題では古典的コンピューターを上回る大幅な高速化を実現すると期待されている。しかし、その全潜在能力を実現するに当たって最大の障害は、こうしたシステムに固有の雑音である。この課題対して広く受け入れられている解決策は、フォールトトレラントな量子回路の実装だが、これは現在のプロセッサーでは手が届かない。今回我々は、雑音を伴う127キュービットのプロセッサーでの実験について報告し、総当たり方式の古典的計算を超えるスケールの回路規模の正確な期待値の測定を実証する。我々は、これが、フォールトトレラント前時代における量子コンピューティングの有用性を示す証拠であると主張する。こうした実験結果は、この規模の超伝導プロセッサーのコヒーレンスと較正における進展と、そうした大規模なデバイス全体の雑音を特性評価し、制御して操作できる能力によって可能になった。我々は、正確に検証可能な回路の出力と比較することによって、測定された期待値の正確さを確認した。強いエンタングルメントの領域では、量子コンピューターによって正しい結果が得られるが、純粋状態に基づく1D（行列積状態、MPS）テンソルネットワーク法や2D（等長テンソルネットワーク状態、isoTNS）テンソルネットワーク法などの主要な古典的近似は破綻する。今回の実験は、近い将来の量子応用を実現する基本的なツールを実証するものである。

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