論文の概要: Mixed-Dimensional Quantum Circuit Simulation with Decision Diagrams
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12332v1
- Date: Wed, 23 Aug 2023 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-25 16:46:40.902022
- Title: Mixed-Dimensional Quantum Circuit Simulation with Decision Diagrams
- Title（参考訳）: 決定図を用いた混合次元量子回路シミュレーション
- Authors: Kevin Mato and Stefan Hillmich and Robert Wille
- Abstract要約: 決定図(DD)に基づく混合次元システムを扱うクーディットシミュレータを提案する。
シミュレータは、100キューディット以上の特定のユースケースを1つの回路に含む、混合次元回路を効率的にシミュレートすることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.814234334620511
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computers promise to solve several categories of problems faster than
classical computers ever could. Current research mostly focuses on qubits,
i.e., systems where the unit of information can assume only two levels.
However, the underlying physics of most (if not all) of the technological
platforms supports more than two levels, commonly referred to as qudits.
Performing computations with qudits increases the overall complexity while, at
the same time, reducing the number of operations and providing a lower error
rate. Furthermore, qudits with different number of levels can be mixed in one
system to ease the experimental control and keep representations as compact as
possible. Exploiting these capabilities requires dedicated software support to
tackle the increased complexity in an automated and efficient fashion. In this
paper, we present a qudit simulator that handles mixed-dimensional systems
based on Decision Diagrams (DDs). More precisely, we discuss the type of
decision diagram introduced as underlying data structure as well as the
resulting implementation. Experimental evaluations demonstrate that the
proposed solution is capable of efficiently simulating mixed-dimensional
quantum circuits, with specific use cases including more than 100 qudits in one
circuit. The source code of the simulator is available via
github.com/cda-tum/MiSiM under the MIT~license.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、従来のコンピュータよりも早く、いくつかのカテゴリの問題を解決することを約束している。
現在の研究は主に量子ビット、すなわち情報単位が2段階しか想定できないシステムに焦点を当てている。
しかし、技術プラットフォームのほとんど(すべてではないにせよ)の基礎となる物理学は、一般的にquditsと呼ばれる2つ以上のレベルをサポートする。
quditsで計算を実行すると、全体的な複雑さが増し、同時に操作数を減少させ、エラー率を低下させる。
さらに、異なるレベル数のキューディットを1つのシステムに混合することで、実験的な制御を容易にし、表現を可能な限りコンパクトに保つことができる。
これらの機能を利用するには、自動化され効率的な方法で複雑さの増加に取り組むために、専用のソフトウェアサポートが必要です。
本稿では,意思決定図(dds)に基づく混合次元システムを扱うquditシミュレータを提案する。
より正確には、基盤となるデータ構造として導入された決定ダイアグラムの種類と結果の実装について論じる。
実験により,混合次元量子回路を1つの回路に100キューディット以上を含む特定のユースケースで効率的にシミュレーションできることを示した。
シミュレータのソースコードはMITライセンスの下でgithub.com/cda-tum/MiSiMで入手できる。
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