論文の概要: Low-rank tensor decompositions of quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.09882v3
• Date: Mon, 2 Jan 2023 11:10:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-12 15:26:21.086620
• Title: Low-rank tensor decompositions of quantum circuits
• Title（参考訳）: 量子回路の低ランクテンソル分解
• Authors: Patrick Gel{\ss}, Stefan Klus, Sebastian Knebel, Zarin Shakibaei, Sebastian Pokutta
• Abstract要約: 我々はMPOを用いて量子状態、量子ゲート、量子回路全体を低ランクテンソルとして表現する方法を示す。 これにより、古典コンピュータ上の複雑な量子回路の解析とシミュレーションが可能になる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.531461873576449
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing is arguably one of the most revolutionary and disruptive technologies of this century. Due to the ever-increasing number of potential applications as well as the continuing rise in complexity, the development, simulation, optimization, and physical realization of quantum circuits is of utmost importance for designing novel algorithms. We show how matrix product states (MPSs) and matrix product operators (MPOs) can be used to express certain quantum states, quantum gates, and entire quantum circuits as low-rank tensors. This enables the analysis and simulation of complex quantum circuits on classical computers and to gain insight into the underlying structure of the system. We present different examples to demonstrate the advantages of MPO formulations and show that they are more efficient than conventional techniques if the bond dimensions of the wave function representation can be kept small throughout the simulation.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは今世紀で最も革命的で破壊的な技術であることは間違いない。 量子回路の開発、シミュレーション、最適化、物理的実現は、新たなアルゴリズムの設計において最も重要である。 行列積状態 (MPSs) と行列積作用素 (MPOs) は、特定の量子状態、量子ゲート、量子回路全体を低ランクテンソルとして表現できることを示す。 これにより、古典コンピュータ上の複雑な量子回路の解析とシミュレーションが可能になり、システムの基盤構造に関する洞察を得ることができる。 本稿では,MPOの利点を示す様々な例を示し,波動関数表現の結合次元をシミュレーションを通して小さく保つことができれば,従来の手法よりも効率がよいことを示す。

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