論文の概要: Bit-Slicing the Hilbert Space: Scaling Up Accurate Quantum Circuit Simulation to a New Level

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.09304v1
• Date: Sat, 18 Jul 2020 01:26:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-09 03:04:29.254785
• Title: Bit-Slicing the Hilbert Space: Scaling Up Accurate Quantum Circuit Simulation to a New Level
• Title（参考訳）: ヒルベルト空間のビットスライシング:正確な量子回路シミュレーションを新しいレベルにスケールアップする
• Authors: Yuan-Hung Tsai, Jie-Hong R. Jiang, and Chiao-Shan Jhang
• Abstract要約: 我々は2次元の量子回路シミュレーション(精度と拡張性)を強化する。 実験により,本手法は様々な量子回路の最先端技術よりも優れていることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.765480856320018
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing is greatly advanced in recent years and is expected to transform the computation paradigm in the near future. Quantum circuit simulation plays a key role in the toolchain for the development of quantum hardware and software systems. However, due to the enormous Hilbert space of quantum states, simulating quantum circuits with classical computers is extremely challenging despite notable efforts have been made. In this paper, we enhance quantum circuit simulation in two dimensions: accuracy and scalability. The former is achieved by using an algebraic representation of complex numbers; the latter is achieved by bit-slicing the number representation and replacing matrix-vector multiplication with symbolic Boolean function manipulation. Experimental results demonstrate that our method can be superior to the state-of-the-art for various quantum circuits and can simulate certain benchmark families with up to tens of thousands of qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは近年大きく進歩しており、近い将来に計算パラダイムを変えることが期待されている。 量子回路シミュレーションは、量子ハードウェアとソフトウェアシステムの開発のためのツールチェーンにおいて重要な役割を果たす。 しかし、量子状態の巨大なヒルベルト空間のため、量子回路を古典的なコンピュータでシミュレーションすることは、顕著な努力がなされているにもかかわらず非常に難しい。 本稿では,量子回路シミュレーションの精度とスケーラビリティの2次元化について述べる。 前者は複素数の代数的表現を用いて達成され、後者は数表現をビットスライシングし、行列ベクトル乗法をシンボルブール関数操作に置き換えることによって達成される。 実験の結果,本手法は様々な量子回路の最先端技術よりも優れ,数万キュービットまでのベンチマークファミリをシミュレートできることがわかった。

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