論文の概要: Solving the sampling problem of the Sycamore quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.03011v2
- Date: Sun, 28 Aug 2022 01:30:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 04:22:43.106496
- Title: Solving the sampling problem of the Sycamore quantum circuits
- Title（参考訳）: シカモア量子回路のサンプリング問題の解法
- Authors: Feng Pan, Keyang Chen, Pan Zhang
- Abstract要約: 本研究では,GoogleのSycamore量子回路の出力分布から,目的の忠実度を持つ独立サンプルを生成する問題について検討する。
本稿では,対応するテンソルネットワークを1回だけ契約することで,この問題を古典的に解決する手法を提案する。
530ドルキュービットと20ドルサイクルのSycamore量子超越回路では、無相関なビットストリングが100万個発生しました。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.0604034858265345
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the problem of generating independent samples from the output
distribution of Google's Sycamore quantum circuits with a target fidelity,
which is believed to be beyond the reach of classical supercomputers and has
been used to demonstrate quantum supremacy. We propose a new method to
classically solve this problem by contracting the corresponding tensor network
just once, and is massively more efficient than existing methods in obtaining a
large number of uncorrelated samples with a target fidelity. For the Sycamore
quantum supremacy circuit with $53$ qubits and $20$ cycles, we have generated
one million uncorrelated bitstrings $\{\mathbf s\}$ which are sampled from a
distribution $\hat P(\mathbf s)=|\hat \psi(\mathbf s)|^2$, where the
approximate state $\hat \psi$ has fidelity $F\approx 0.0037$. The whole
computation has cost about $15$ hours on a computational cluster with $512$
GPUs. The obtained one million samples, the contraction code and contraction
order is made public. If our algorithm could be implemented with high
efficiency on a modern supercomputer with ExaFLOPS performance, we estimate
that ideally, the simulation would cost a few dozens of seconds, which is
faster than Google's quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,google の sycamore 量子回路の出力分布から,従来のスーパーコンピュータの到達範囲を超え,量子超越性を示すために用いられてきた目標忠実性を持つ独立サンプルを生成する問題について検討する。
そこで本研究では,対応するテンソルネットワークを1回だけ縮約することにより,この問題を古典的に解く新しい手法を提案する。
535$ qubits と 20$ cycles の sycamore 量子超越回路では、$\hat p(\mathbf s)=|\hat \psi(\mathbf s)|^2$ という分布からサンプル化された100万個の非相関ビット文字列 $\{\mathbf s\}$ を生成した。
計算全体の費用は計算クラスタで約15ドル、GPUは512ドルだ。
得られた100万のサンプルは、収縮コードと収縮順序を公表する。
もし我々のアルゴリズムがExaFLOPS性能を持つ現代のスーパーコンピュータに高い効率で実装できれば、理想的には、シミュレーションはGoogleの量子ハードウェアよりも高速な数十秒かかるだろうと推定する。
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