Fugu-MT 論文翻訳(概要): Approximation Algorithm for Noisy Quantum Circuit Simulation

論文の概要: Approximation Algorithm for Noisy Quantum Circuit Simulation

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.17028v2
Date: Thu, 23 Nov 2023 07:28:25 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-11-28 04:54:51.795754
Title: Approximation Algorithm for Noisy Quantum Circuit Simulation
Title（参考訳）: 雑音量子回路シミュレーションのための近似アルゴリズム
Authors: Mingyu Huang, Ji Guan, Wang Fang and Mingsheng Ying
Abstract要約: 本稿では,雑音量子回路をシミュレーションするための新しい近似アルゴリズムを提案する。提案手法は、一般に使われている近似(サンプリング)アルゴリズム -- 量子軌道法を高速化する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 3.55689240295244
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Simulating noisy quantum circuits is vital in designing and verifying quantum algorithms in the current NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) era, where quantum noise is unavoidable. However, it is much more inefficient than the classical counterpart because of the quantum state explosion problem (the dimension of state space is exponential in the number of qubits) and the complex (non-unitary) representation of noises. Consequently, only noisy circuits with up to about 50 qubits can be simulated approximately well. This paper introduces a novel approximation algorithm for simulating noisy quantum circuits when the noisy effectiveness is insignificant to improve the scalability of the circuits that can be simulated. The algorithm is based on a new tensor network diagram for the noisy simulation and uses the singular value decomposition to approximate the tensors of quantum noises in the diagram. The contraction of the tensor network diagram is implemented on Google's TensorNetwork. The effectiveness and utility of the algorithm are demonstrated by experimenting on a series of practical quantum circuits with realistic superconducting noise models. As a result, our algorithm can approximately simulate quantum circuits with up to 225 qubits and 20 noises (within about 1.8 hours). In particular, our method offers a speedup over the commonly-used approximation (sampling) algorithm -- quantum trajectories method. Furthermore, our approach can significantly reduce the number of samples in the quantum trajectories method when the noise rate is small enough.
Abstract（参考訳）: ノイズ量子回路のシミュレーションは、量子ノイズが避けられない現在のNISQ(ノイズ中間量子)時代の量子アルゴリズムの設計と検証に不可欠である。しかし、量子状態の爆発問題(状態空間の次元は量子ビット数で指数関数的である)とノイズの複素(単項でない)表現のため、古典的よりもはるかに非効率である。これにより、約50キュービットのノイズ回路のみを略よくシミュレートすることができる。本稿では,シミュレーション可能な回路のスケーラビリティを向上させるために,ノイズ効率が重要でない場合に,ノイズ量子回路をシミュレートするための新しい近似アルゴリズムを提案する。このアルゴリズムは、ノイズシミュレーションのための新しいテンソルネットワーク図に基づいており、特異値分解を用いて、ダイアグラム内の量子ノイズのテンソルを近似する。テンソルネットワークダイアグラムの収縮は、GoogleのTensorNetwork上に実装されている。このアルゴリズムの有効性と実用性は、現実的な超伝導ノイズモデルを持つ実用的な量子回路の一連の実験によって実証される。その結果、アルゴリズムは最大225キュービット、20ノイズ(約1.8時間)の量子回路を近似的にシミュレートできる。特に,本手法は,量子軌道法(quantum trajectories method)の近似(サンプリング)アルゴリズムを高速化する。さらに,提案手法は,雑音が十分に小さい場合,量子軌道法におけるサンプル数を大幅に削減することができる。

関連論文リスト

Leapfrogging Sycamore: Harnessing 1432 GPUs for 7$\times$ Faster Quantum Random Circuit Sampling [40.83618005962484]
ランダム量子回路サンプリングは、量子計算の利点を示すベンチマークとして機能する。古典的アルゴリズムの最近の進歩は、古典的シミュレーション時間を大幅に短縮した。我々の研究は、TextitSycamoreの量子優位性という主張を否定する最初の明白な実験的証拠を提供する。
論文参考訳（メタデータ） (2024-06-27T05:01:47Z)
Benchmarking digital quantum simulations above hundreds of qubits using quantum critical dynamics [42.29248343585333]
最大133キュービットの量子ハードウェアとエラー軽減手法をベンチマークする。最大2量子ゲート幅は28で、最大1396個の2量子ゲートを持つ。結果はハミルトンシミュレーション、変分アルゴリズム、最適化、量子機械学習などのアプリケーションに転送可能である。
論文参考訳（メタデータ） (2024-04-11T18:00:05Z)
Power Characterization of Noisy Quantum Kernels [52.47151453259434]
一般化誤差が小さい場合でも,量子カーネル法は予測能力に乏しい。我々は、量子計算にノイズの多い量子カーネル法を用いるために重要な警告を提供する。
論文参考訳（メタデータ） (2024-01-31T01:02:16Z)
QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
Simulating photonic devices with noisy optical elements [0.615738282053772]
短期的には、あらゆる量子アルゴリズムの性能は、ノイズの存在下でテストされ、シミュレートされるべきである。我々は,最近提案されたノイズゲートアプローチを用いて,雑音光回路を効率的にシミュレートする。また、MAX-2-CUT問題を解くために、フォトニック変分量子アルゴリズムの性能を評価する。
論文参考訳（メタデータ） (2023-11-17T16:06:20Z)
Entanglement entropy scaling of noisy random quantum circuits in two dimensions [8.501065978448919]
誤差補正のないノイズの多い量子デバイスは古典的コンピュータよりも量子的に有利だこの研究では、ランダム量子回路は、関連する2次元アーキテクチャの実験において、非偏極ノイズでシミュレートされる。
論文参考訳（メタデータ） (2022-05-27T14:22:28Z)
Limitations of variational quantum algorithms: a quantum optimal transport approach [11.202435939275675]
我々は、ノイズとノイズレスの両体制において、標準NISQ提案の極めて厳密な境界を得る。境界は、QAOAのような両方の回路モデルアルゴリズムと、量子アニールのような連続時間アルゴリズムの性能を制限する。
論文参考訳（メタデータ） (2022-04-07T13:58:44Z)
Simulating the Mott transition on a noisy digital quantum computer via Cartan-based fast-forwarding circuits [62.73367618671969]
動的平均場理論(DMFT)は、ハバードモデルの局所グリーン関数をアンダーソン不純物のモデルにマッピングする。不純物モデルを効率的に解くために、量子およびハイブリッド量子古典アルゴリズムが提案されている。この研究は、ノイズの多いデジタル量子ハードウェアを用いたMott相転移の最初の計算を提示する。
論文参考訳（メタデータ） (2021-12-10T17:32:15Z)
Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z)
Logical Abstractions for Noisy Variational Quantum Algorithm Simulation [25.515765956985188]
既存の量子回路シミュレータは変分アルゴリズムの共通特性に対処しない。本稿では,変分アルゴリズムのシミュレーションを目的とした論理的抽象化に基づく量子回路シミュレーションツールチェーンを提案する。
論文参考訳（メタデータ） (2021-03-31T17:20:13Z)
Verifying Random Quantum Circuits with Arbitrary Geometry Using Tensor Network States Algorithm [0.0]
アルゴリズムはSch$ddottexto$dinger-Feynmanアルゴリズムよりも2ドル高速である。このアルゴリズムは, 量子コンピュータ上での比較的浅い量子回路の検証に最適であることを示す。
論文参考訳（メタデータ） (2020-11-05T02:20:56Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。