論文の概要: Exponential challenges in unbiasing quantum Monte Carlo algorithms with quantum computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.09203v1
• Date: Wed, 18 May 2022 20:23:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-12 17:54:21.629305
• Title: Exponential challenges in unbiasing quantum Monte Carlo algorithms with quantum computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いた量子モンテカルロアルゴリズムの非バイアス化における指数問題
• Authors: Guglielmo Mazzola, Giuseppe Carleo
• Abstract要約: 提案手法は, 従来の量子モンテカルロ法に比べて大きな利点が得られないことを示す。 原典型的逆場イジングモデルでは、40量子ビットの古典的シミュレーションと競合するために必要な時間資源は、既に1013ドルの射影測度であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recently, Huggins et. al. [Nature, 603, 416-420 (2022)] devised a general projective Quantum Monte Carlo method suitable for implementation on quantum computers. This hybrid approach, however, relies on a subroutine -the computation of the local energy estimator on the quantum computer -that is intrinsically affected by an exponential scaling of the computational time with the number of qubits. By means of numerical experiments, we show that this exponential scaling manifests prominently already on systems below the point of "quantum advantage". For the prototypical transverse-field Ising model, we show that the required time resources to compete with classical simulations on around 40 qubits are already of the order of $10^{13}$ projective measurements, with an estimated running time of a few thousand years on superconducting hardware. These observations strongly suggest that the proposed hybrid method, in its present form, is unlikely to offer a sizeable advantage over conventional quantum Monte Carlo approaches.
• Abstract（参考訳）: 最近ではハギンズなど。 アル [nature, 603, 416-420 (2022)]量子コンピュータの実装に適した一般射影量子モンテカルロ法を考案した。 しかし、このハイブリッドアプローチは、量子コンピュータ上の局所エネルギー推定器の計算であるサブルーチンに依存しており、本質的には量子ビット数の計算時間の指数的スケーリングの影響を受けている。 数値実験により, この指数関数的スケーリングは, 量子アドバンテージの点以下の系にすでに顕著に現れていることを示す。 原型横フィールドイジングモデルでは、40量子ビットの古典シミュレーションと競合するために必要な時間資源は、既に10^{13}$の射影測度であり、超伝導ハードウェア上での数千年のランニングタイムが推定されている。 これらの観測は、提案手法が従来の量子モンテカルロ法よりも大きな利点をもたらす可能性は低いことを強く示唆している。

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