論文の概要: Simulating quantum circuits using tree tensor networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.01000v2
• Date: Fri, 24 Jun 2022 15:10:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-10 22:46:32.473897
• Title: Simulating quantum circuits using tree tensor networks
• Title（参考訳）: ツリーテンソルネットワークを用いた量子回路のシミュレーション
• Authors: Philipp Seitz, Ismael Medina, Esther Cruz, Qunsheng Huang, Christian B. Mendl
• Abstract要約: 我々は,古典コンピュータ上で量子回路をシミュレーションする手法を開発し,解析する。 提案アルゴリズムは、まず、量子回路が生成する期待の絡み合いに適応した、適切な木構造を決定する。 理論的には,提案手法の適用性および計算コストとメモリ要件を理論的に解析する。
• 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: We develop and analyze a method for simulating quantum circuits on classical computers by representing quantum states as rooted tree tensor networks. Our algorithm first determines a suitable, fixed tree structure adapted to the expected entanglement generated by the quantum circuit. The gates are sequentially applied to the tree by absorbing single-qubit gates into leaf nodes, and splitting two-qubit gates via singular value decomposition and threading the resulting virtual bond through the tree. We theoretically analyze the applicability of the method as well as its computational cost and memory requirements, and identify advantageous scenarios in terms of required bond dimensions as compared to a matrix product state representation. The study is complemented by numerical experiments for different quantum circuit layouts up to 37 qubits.
• Abstract（参考訳）: 我々は、量子状態を根付きツリーテンソルネットワークとして表現することで、古典コンピュータ上の量子回路をシミュレーションする手法を開発し、解析する。 提案アルゴリズムはまず,量子回路が生成する期待する絡み合いに適応した,適切な木構造を決定する。 ゲートは、単一キュービットゲートを葉ノードに吸収し、特異値分解によって2キュービットゲートを分割し、結果として生じる仮想結合をツリーを通してスレッディングすることにより、木に順次適用される。 本手法の適用可能性と計算コスト,メモリ要件を理論的に解析し,行列積状態表現と比較して要求される結合次元の観点から有利なシナリオを特定する。 この研究は、37キュービットまでの異なる量子回路レイアウトの数値実験によって補完されている。

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