論文の概要: A Herculean task: Classical simulation of quantum computers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.08880v1
- Date: Fri, 17 Feb 2023 13:59:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-20 14:44:39.733206
- Title: A Herculean task: Classical simulation of quantum computers
- Title（参考訳）: herculeanタスク:量子コンピュータの古典的シミュレーション
- Authors: Xiaosi Xu, Simon Benjamin, Jinzhao Sun, Xiao Yuan, and Pan Zhang
- Abstract要約: 本研究は、量子コンピュータの進化を特定の操作下でエミュレートする最先端の数値シミュレーション手法について概説する。
我々は、代替手法を簡潔に言及しながら、主流のステートベクターとテンソルネットワークのパラダイムに焦点を当てる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.12322586444862
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In the effort to develop useful quantum computers simulating quantum machines
with conventional computing resources is a key capability. Such simulations
will always face limits preventing the emulation of quantum computers of
substantial scale but by pushing the envelope as far as possible through
optimal choices of algorithms and hardware the value of the simulator tool is
maximized. This work reviews the state-of-the-art numerical simulation methods
i.e. the classical algorithms that emulate quantum computer evolution under
specific operations. We focus on the mainstream state-vector and tensor-network
paradigms while briefly mentioning alternative methods. Moreover we review the
diverse applications of simulation across different facets of quantum computer
development such as understanding the fundamental difference between quantum
and classical computations exploring algorithm design spaces for quantum
advantage predicting quantum processor performance at the design stage and
characterizing fabricated devices efficiently for fast iterations. This review
complements recent surveys on today's tools and implementations here we seek to
acquaint the reader with an essential understanding of the theoretical basis of
classical simulations detailed discussions on the advantages and limitations of
different methods and the demands and challenges arising from practical use
cases.
- Abstract（参考訳）: 従来の計算資源で量子マシンをシミュレートする有用な量子コンピュータの開発は重要な能力である。
このようなシミュレーションは、量子コンピュータのエミュレーションを効果的に防止する限界に常に直面するが、アルゴリズムとハードウェアの最適選択によって封筒を可能な限り押し込むことで、シミュレータツールの価値は最大化される。
本研究は、量子コンピュータの進化を特定の操作下でエミュレートする古典的アルゴリズムという、最先端の数値シミュレーション手法を概説する。
我々は,状態ベクトルとテンソルネットワークの主流パラダイムに注目しながら,代替手法を簡潔に述べる。
また,量子計算機開発において,量子計算と古典計算の基本的な違いを理解すること,設計段階における量子プロセッサの性能予測のためのアルゴリズム設計空間を探索すること,製造装置を高速イテレーションで効率的に特徴付けること,など,様々な面にわたるシミュレーションの応用を概観する。
本稿では, 従来のシミュレーションの理論的基礎を深く理解した上で, 様々な手法の利点と限界, 実践的なユースケースから生じる要求と課題について, より詳細な考察を行う。
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