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.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

量子增强计算机视觉:超越经典算法
专知会员服务
24+阅读 · 2025年10月9日
【剑桥大学-算法手册】Advanced Algorithms, Artificial Intelligence
专知会员服务
37+阅读 · 2024年11月11日
类脑计算的前沿论文,看我们推荐的这7篇
人工智能前沿讲习班
21+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
下载 | 866页《计算机视觉:原理,算法,应用,学习》第五版
机器学习算法与Python学习
24+阅读 · 2019年1月1日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
谷歌推出新型数据增强算法:AutoAugment
论智
20+阅读 · 2018年6月6日
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关基金
国家自然科学基金
16+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员