論文の概要: Redefining the Quantum Supremacy Baseline With a New Generation Sunway Supercomputer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.01066v2
• Date: Mon, 22 Nov 2021 02:30:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-09 17:00:06.681573
• Title: Redefining the Quantum Supremacy Baseline With a New Generation Sunway Supercomputer
• Title（参考訳）: 次世代サンウェイスーパーコンピュータによる量子超越性ベースラインの再定義
• Authors: Xin Liu, Chu Guo, Yong Liu, Yuling Yang, Jiawei Song, Jie Gao, Zhen Wang, Wenzhao Wu, Dajia Peng, Pengpeng Zhao, Fang Li, He-Liang Huang, Haohuan Fu and Dexun Chen
• Abstract要約: ノイズの多い中間スケール量子コンピュータの時代の大きなマイルストーンは、Sycamore量子プロセッサで53ドルキュービットと主張されたtextitquantum supremacy[Nature textbf574, 505]である。 この記録は、Zuchongzhi $2.0$(56$ qubits)とZuchongzhi $2.1$(60$ qubits)量子プロセッサに関する最近の2つの実験で更新された。 本稿では,サンウェイの新世代のスーパーコンピュータにおいて,テンソルネットワークの縮約アルゴリズムを応用した,これらの問題の大規模シミュレーションを報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.816108993297664
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A major milestone in the era of noisy intermediate scale quantum computers is \textit{quantum supremacy} [Nature \textbf{574}, 505 (2019)] claimed on the Sycamore quantum processor of $53$ qubits, which can perform a random circuit sampling task within $200$ seconds while the same task is estimated to require a runtime of $10,000$ years on Summit. This record has been renewed with two recent experiments on the Zuchongzhi $2.0$ ($56$ qubits) and Zuchongzhi $2.1$ ($60$ qubits) quantum processors. On the other front of quantum supremacy comparison, there has also been continuous improvements on both the classical simulation algorithm as well as the underlying hardware. And a fair justification of the computational advantages for those quantum supremacy experiments would require to practically simulate the same problems on current top supercomputers, which is still in lack. Here we report the full-scale simulations of these problems on new generation Sunway supercomputer, based on a customized tensor network contraction algorithm. Our benchmark shows that the most challenging sampling task performed on Sycamore can be accomplished within $1$ week, thus collapsing the quantum supremacy claim of Sycamore. Additionally, we show that the XEB fidelities of the \textit{quantum supremacy circuits} with up to $14$ cycles can be verified in minutes, which also provides strong consistency check for quantum supremacy experiments. Our results redefine quantum supremacy baseline using the new generation Sunway supercomputer.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い中間スケール量子コンピュータの時代の大きなマイルストーンは、Sycamore量子プロセッサに5,3$ qubitsと主張され、これはランダムな回路サンプリングタスクを200ドル秒以内で実行でき、同じタスクはサミットで1万ドルのランタイムを必要とすると見積もられている。 この記録は、最近の2回のzuchongzhi $2.0$ (56$ qubits) とzuchongzhi $2.1$ (60$ qubits) 量子プロセッサの実験で更新された。 量子超越性比較の別の面では、古典的なシミュレーションアルゴリズムと基盤となるハードウェアの両方に継続的な改善が加えられている。 そして、これらの量子超越実験の計算上の利点を正当化するためには、現在のスーパーコンピュータ上で同じ問題を実際にシミュレートする必要があるだろう。 本稿では,カスタマイズしたテンソルネットワーク縮小アルゴリズムに基づく次世代サンウェイスーパーコンピュータにおける,これらの問題の実規模シミュレーションについて報告する。 当社のベンチマークでは、sycamoreで実施した最も困難なサンプリングタスクは1週間以内に達成可能であることが示され、sycamoreの量子超越性主張が崩壊した。 さらに、最大14ドルのサイクルを持つtextit{quantum supremacy circuits} のXEB忠実度を数分で検証できることを示し、量子超越実験の強い整合性チェックを提供する。 我々は,次世代sunwayスーパーコンピュータを用いて,量子超越性のベースラインを再定義する。

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