論文の概要: Closing the "Quantum Supremacy" Gap: Achieving Real-Time Simulation of a Random Quantum Circuit Using a New Sunway Supercomputer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14502v2
• Date: Mon, 22 Nov 2021 15:23:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-03-10 03:15:41.276539
• Title: Closing the "Quantum Supremacy" Gap: Achieving Real-Time Simulation of a Random Quantum Circuit Using a New Sunway Supercomputer
• Title（参考訳）: 量子優位性」ギャップを閉じる:新しいサンウェイスーパーコンピュータを用いたランダム量子回路のリアルタイムシミュレーションを実現する
• Abstract要約: 我々は,新しいサンウェイスーパーコンピュータ上でランダム量子回路(RQC)のための高性能テンソルベースシミュレータを開発した。 主なイノベーションは,(1) ほぼ最適スライシングスキーム,(2) 複雑度と計算密度の両方を考慮したパス最適化戦略,(2) 約4200万コアにスケールする3レベル並列化スキーム,(3) 幅広いテンソル収縮シナリオの計算効率を向上させる融合置換および乗算設計である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.314468031947694
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We develop a high-performance tensor-based simulator for random quantum circuits(RQCs) on the new Sunway supercomputer. Our major innovations include: (1) a near-optimal slicing scheme, and a path-optimization strategy that considers both complexity and compute density; (2) a three-level parallelization scheme that scales to about 42 million cores; (3) a fused permutation and multiplication design that improves the compute efficiency for a wide range of tensor contraction scenarios; and (4) a mixed-precision scheme to further improve the performance. Our simulator effectively expands the scope of simulatable RQCs to include the 10*10(qubits)*(1+40+1)(depth) circuit, with a sustained performance of 1.2 Eflops (single-precision), or 4.4 Eflops (mixed-precision)as a new milestone for classical simulation of quantum circuits; and reduces the simulation sampling time of Google Sycamore to 304 seconds, from the previously claimed 10,000 years.
• Abstract（参考訳）: 我々は,新しいサンウェイスーパーコンピュータ上でランダム量子回路(RQC)のための高性能テンソルベースシミュレータを開発した。 我々の主な革新は、(1)最適化に近いスライシングスキームと、複雑性と計算密度の両方を考慮した経路最適化戦略、(2)約4200万コアまでスケールする3段階並列化スキーム、(3)幅広いテンソル収縮シナリオの計算効率を向上させる融合型置換および乗算設計、(4)性能向上のための混合精度スキームである。 シミュレーションはシミュレーション可能なrqcsの範囲を効果的に拡大し、10*10(qubits)*(1+40+1)(depth)回路と1.2eflops(single-precision)または4.4eflops(mixed-precision)を量子回路の古典的シミュレーションの新しいマイルストーンとし、google sycamoreのシミュレーションサンプリング時間を1万年間から304秒に短縮する。

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