論文の概要: Fast emulation of fermionic circuits with matrix product states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.17657v2
- Date: Tue, 9 Jan 2024 14:14:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-10 19:13:05.005852
- Title: Fast emulation of fermionic circuits with matrix product states
- Title(参考訳): マトリックス生成状態をもつフェルミオン回路の高速エミュレーション
- Authors: Justin Provazza, Klaas Gunst, Huanchen Zhai, Garnet K.-L. Chan, Toru
Shiozaki, Nicholas C. Rubin, Alec F. White
- Abstract要約: オープンソースMPS対応FQEインタフェース(MPS-FQE)を提案する。
このソフトウェアは、ほとんどの基本的なテンソル操作にオープンソースのpyblock3とblock2ライブラリを使用する。
本稿では,短期的およびフォールトトレラントな量子アルゴリズムに関するいくつかの応用例を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We describe a matrix product state (MPS) extension for the Fermionic Quantum
Emulator (FQE) software library. We discuss the theory behind symmetry adapted
matrix product states for approximating many-body wavefunctions of spin-1/2
fermions, and we present an open-source, MPS-enabled implementation of the FQE
interface (MPS-FQE). The software uses the open-source pyblock3 and block2
libraries for most elementary tensor operations, and it can largely be used as
a drop-in replacement for FQE that allows for more efficient, but approximate,
emulation of larger fermionic circuits. Finally, we show several applications
relevant to both near-term and fault-tolerant quantum algorithms where
approximate emulation of larger systems is expected to be useful:
characterization of state preparation strategies for quantum phase estimation,
the testing of different variational quantum eigensolver Ans\"atze, the
numerical evaluation of Trotter errors, and the simulation of general quantum
dynamics problems. In all these examples, approximate emulation with MPS-FQE
allows us to treat systems that are significantly larger than those accessible
with a full statevector emulator.
- Abstract(参考訳): 本稿では,fermionic quantum emulator (fqe)ソフトウェアライブラリのための行列積状態 (mps) 拡張について述べる。
本稿では、スピン1/2フェルミオンの多体波動関数を近似するための対称性適応行列積状態の理論について論じ、FQEインタフェース(MPS-FQE)のオープンソース実装について述べる。
このソフトウェアは、ほとんどの基本テンソル演算にオープンソースのpyblock3とblock2ライブラリを使用し、fqeのドロップイン代替として、より大きなフェルミオン回路をより効率的だが近似的にエミュレーションすることができる。
最後に,より大きな系の近似エミュレーションが期待できる短期的およびフォールトトレラントな量子アルゴリズムについて,量子位相推定のための状態生成戦略のキャラクタリゼーション,異なる変分量子固有ソルバ ans\"atze のテスト,トロッター誤差の数値評価,一般量子力学問題のシミュレーションなど,いくつかの応用例を示す。
これらすべての例において、MPS-FQEによる近似エミュレーションにより、フルステートベクターエミュレータで利用できるシステムよりもはるかに大きいシステムを扱うことができる。
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