Fugu-MT 論文翻訳(概要): Classical Simulation of Quantum Supremacy Circuits

論文の概要: Classical Simulation of Quantum Supremacy Circuits

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.06787v1
Date: Thu, 14 May 2020 07:57:38 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-05-20 05:39:41.034799
Title: Classical Simulation of Quantum Supremacy Circuits
Title（参考訳）: 量子超越回路の古典シミュレーション
Authors: Cupjin Huang, Fang Zhang, Michael Newman, Junjie Cai, Xun Gao, Zhengxiong Tian, Junyin Wu, Haihong Xu, Huanjun Yu, Bo Yuan, Mario Szegedy, Yaoyun Shi, Jianxin Chen
Abstract要約: ランダム量子回路は古典的なシミュレートが難しいと考えられている。本研究では,ネットワークに基づく古典シミュレーションアルゴリズムを提案する。我々はシミュレーターが20日以内でこのタスクを実行できると見積もっている。
参考スコア（独自算出の注目度）: 11.913526591569632
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: It is believed that random quantum circuits are difficult to simulate classically. These have been used to demonstrate quantum supremacy: the execution of a computational task on a quantum computer that is infeasible for any classical computer. The task underlying the assertion of quantum supremacy by Arute et al. (Nature, 574, 505--510 (2019)) was initially estimated to require Summit, the world's most powerful supercomputer today, approximately 10,000 years. The same task was performed on the Sycamore quantum processor in only 200 seconds. In this work, we present a tensor network-based classical simulation algorithm. Using a Summit-comparable cluster, we estimate that our simulator can perform this task in less than 20 days. On moderately-sized instances, we reduce the runtime from years to minutes, running several times faster than Sycamore itself. These estimates are based on explicit simulations of parallel subtasks, and leave no room for hidden costs. The simulator's key ingredient is identifying and optimizing the "stem" of the computation: a sequence of pairwise tensor contractions that dominates the computational cost. This orders-of-magnitude reduction in classical simulation time, together with proposals for further significant improvements, indicates that achieving quantum supremacy may require a period of continuing quantum hardware developments without an unequivocal first demonstration.
Abstract（参考訳）: ランダム量子回路は古典的シミュレーションが難しいと考えられている。量子超越性(quantum supremacy) - 古典的なコンピュータでは不可能な量子コンピュータ上での計算タスクの実行。 arute et al.(nature, 574, 505--510 (2019))による量子超越性の主張の根底にあるタスクは、現在の世界最強のスーパーコンピュータであるsummit(英語版)を約1万年必要と推定された。同じタスクは、わずか200秒でSycamore量子プロセッサ上で実行された。本稿では,テンソルネットワークに基づく古典的シミュレーションアルゴリズムを提案する。 Summit-comparable cluster を用いて,20日以内でこのタスクを実行できると推定した。適度なサイズのインスタンスでは、ランタイムを数年から数分に短縮し、Sycamore自体よりも数倍高速に実行します。これらの推定は並列サブタスクの明示的なシミュレーションに基づいており、隠れたコストの余地は残っていない。シミュレータの重要な要素は、計算コストを支配するペアワイズテンソル収縮の列である計算の「stem」を同定し最適化することである。この古典的シミュレーション時間のオーダー・オブ・マグニチュードの削減と、さらなる大幅な改善の提案は、量子超越性を達成するには、明確な最初の実証なしで量子ハードウェア開発を継続する期間が必要であることを示唆している。

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