論文の概要: Towards practical and massively parallel quantum computing emulation for quantum chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.03681v1
• Date: Tue, 7 Mar 2023 06:44:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-08 16:17:40.158516
• Title: Towards practical and massively parallel quantum computing emulation for quantum chemistry
• Title（参考訳）: 量子化学のための実用的・超並列量子コンピューティングエミュレーションに向けて
• Authors: Honghui Shang, Yi Fan, Li Shen, Chu Guo, Jie Liu, Xiaohui Duan, Fang Li, Zhenyu Li
• Abstract要約: 量子コンピューティングは初期の段階を超えて、化学・生物医学の商業的応用を模索している。 量子アルゴリズムを開発し、量子ハードウェアを検証するために、古典的なコンピュータ上で量子コンピューティングをエミュレートすることが重要である。 本稿では,行列積状態に基づく高性能かつ大規模に並列な量子固有解法シミュレータについて述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.095945254794906
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing is moving beyond its early stage and seeking for commercial applications in chemical and biomedical sciences. In the current noisy intermediate-scale quantum computing era, quantum resource is too scarce to support these explorations. Therefore, it is valuable to emulate quantum computing on classical computers for developing quantum algorithms and validating quantum hardware. However, existing simulators mostly suffer from the memory bottleneck so developing the approaches for large-scale quantum chemistry calculations remains challenging. Here we demonstrate a high-performance and massively parallel variational quantum eigensolver (VQE) simulator based on matrix product states, combined with embedding theory for solving large-scale quantum computing emulation for quantum chemistry on HPC platforms. We apply this method to study the torsional barrier of ethane and the quantification of the protein-ligand interactions. Our largest simulation reaches $1000$ qubits, and a performance of $216.9$ PFLOPS is achieved on a new Sunway supercomputer, which sets the state-of-the-art for quantum computing emulation for quantum chemistry
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは初期の段階を超えて、化学・生物医学の商業的応用を模索している。 現在のノイズの多い中間規模量子コンピューティングの時代では、量子資源はこれらの探索を支援するには不足している。 したがって、量子アルゴリズムを開発し、量子ハードウェアを検証するために、古典的コンピュータ上で量子コンピューティングをエミュレートすることは重要である。 しかし、既存のシミュレータは主にメモリボトルネックに悩まされているため、大規模量子化学計算の手法の開発は依然として困難である。 本稿では,行列積状態に基づく高性能で超並列な変分量子固有ソルバ(vqe)シミュレータと,hpcプラットフォーム上での量子化学の大規模量子計算エミュレーションを解く埋め込み理論を組み合わせる。 本手法は,エタンのねじれ障壁とタンパク質-リガンド相互作用の定量化に応用する。 我々の最大のシミュレーションは1000ドルの量子ビットに到達し、sunwayの新しいスーパーコンピュータで216.9ドルのpflopsが達成される。量子化学のための量子コンピューティングエミュレーションの最先端技術が設定される。

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