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Abstract The intensive pursuit for quantum advantage in terms of computational complexity has further led to a modernized crucial question of when and how will quantum computers outperform classical computers. The next milestone is undoubtedly the realization of quantum acceleration in practical problems. Here we provide a clear evidence and arguments that the primary target is likely to be condensed matter physics. Our primary contributions are summarized as follows: 1) Proposal of systematic error/runtime analysis on state-of-the-art classical algorithm based on tensor networks; 2) Dedicated and high-resolution analysis on quantum resource performed at the level of executable logical instructions; 3) Clarification of quantum-classical crosspoint for ground-state simulation to be within runtime of hours using only a few hundreds of thousand physical qubits for 2d Heisenberg and 2d Fermi-Hubbard models, assuming that logical qubits are encoded via the surface code with the physical error rate of p = 10 −3 . To our knowledge, we argue that condensed matter problems offer the earliest platform for demonstration of practical quantum advantage that is order-of-magnitude more feasible than ever known candidates, in terms of both qubit counts and total runtime.
인공지능 문자 인식 모델을 통해 추출된 텍스트로, 일부 오타나 오류가 포함될 수 있으나 지속적으로 개선 중입니다.
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