論文の概要: A quantum circuit simulator and its applications on Sunway TaihuLight supercomputer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.07140v1
• Date: Mon, 17 Aug 2020 08:05:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-06 01:20:36.571076
• Title: A quantum circuit simulator and its applications on Sunway TaihuLight supercomputer
• Title（参考訳）: Sunway TaihuLightスーパーコンピュータにおける量子回路シミュレータとその応用
• Authors: Zhimin Wang, Zhaoyun Chen, Shengbin Wang, Wendong Li, Yongjian Gu, Guoping Guo, Zhiqiang Wei
• Abstract要約: 我々はSunway TaihuLightスーパーコンピュータ上で開発された新しい量子回路シミュレータを提案する。 シミュレータは、量子状態の全振幅、部分振幅、単一振幅を計算するために、互いに独立な3つの部分から構成される。 ノイズの効果をエミュレートし、より多くの種類の量子演算をサポートする機能を持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.433480039677798
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Classical simulation of quantum computation is vital for verifying quantum devices and assessing quantum algorithms. We present a new quantum circuit simulator developed on the Sunway TaihuLight supercomputer. Compared with other simulators, the present one is distinguished in two aspects. First, our simulator is more versatile. The simulator consists of three mutually independent parts to compute the full, partial and single amplitudes of a quantum state with different methods. It has the function of emulating the effect of noise and support more kinds of quantum operations. Second, our simulator is of high efficiency. The simulator is designed in a two-level parallel structure to be implemented efficiently on the distributed many-core Sunway TaihuLight supercomputer. Random quantum circuits can be simulated with 40, 75 and 200 qubits on the full, partial and single amplitude, respectively. As illustrative applications of the simulator, we present a quantum fast Poisson solver and an algorithm for quantum arithmetic of evaluating transcendental functions. Our simulator is expected to have broader applications in developing quantum algorithms in various fields.
• Abstract（参考訳）: 量子計算の古典的なシミュレーションは、量子装置の検証と量子アルゴリズムの評価に不可欠である。 我々はsunway taihulightスーパーコンピュータで開発した新しい量子回路シミュレータを提案する。 他のシミュレータと比較すると、現在のシミュレータは2つの側面で区別される。 まず、シミュレーターはより汎用的です。 シミュレータは、異なる方法を用いて量子状態の全振幅、部分振幅、単一振幅を計算するために、3つの相互独立な部分からなる。 ノイズの効果をエミュレートし、より多くの種類の量子演算をサポートする機能を持つ。 第2に、我々のシミュレータは高い効率である。 このシミュレータは、分散マルチコアのSunway TaihuLightスーパーコンピュータ上で効率よく実装される2レベル並列構造で設計されている。 ランダム量子回路は、全振幅、部分振幅、単一振幅のそれぞれ40、75、200量子ビットでシミュレートすることができる。 シミュレータの実証的応用として,超越関数評価のための量子高速ポアソン解法と量子演算アルゴリズムを提案する。 我々のシミュレータは様々な分野の量子アルゴリズムの開発に幅広い応用が期待されている。

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