論文の概要: JuliVQC: an Efficient Variational Quantum Circuit Simulator for Near-Term Quantum Algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19212v1
• Date: Thu, 27 Jun 2024 14:36:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-28 13:58:17.805706
• Title: JuliVQC: an Efficient Variational Quantum Circuit Simulator for Near-Term Quantum Algorithms
• Title（参考訳）: JuliVQC: 短期量子アルゴリズムのための効率的な変分量子回路シミュレータ
• Authors: Wei-You Liao, Xiang Wang, Xiao-Yue Xu, Chen Ding, Shuo Zhang, He-Liang Huang, Chu Guo,
• Abstract要約: JuliVQCは軽量だが非常に効率的な変分量子回路シミュレータである。 回路ノイズはSchr$ddottexto$dinger-Feynmanアルゴリズムのビルディングブロックとして広く用いられている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.211074128868798
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce JuliVQC: a light-weight, yet extremely efficient variational quantum circuit simulator. JuliVQC is part of an effort for classical simulation of the \textit{Zuchongzhi} quantum processors, where it is extensively used to characterize the circuit noises, as a building block in the Schr$\ddot{\text{o}}$dinger-Feynman algorithm for classical verification and performance benchmarking, and for variational optimization of the Fsim gate parameters. The design principle of JuliVQC is three-fold: (1) Transparent implementation of its core algorithms, realized by using the high-performance script language Julia; (2) Efficiency is the focus, with a cache-friendly implementation of each elementary operations and support for shared-memory parallelization; (3) Native support of automatic differentiation for both the noiseless and noisy quantum circuits. We perform extensive numerical experiments on JuliVQC in different application scenarios, including quantum circuits, variational quantum circuits and their noisy counterparts, which show that its performance is among the top of the popular alternatives.
• Abstract（参考訳）: 軽量かつ高効率な変動型量子回路シミュレータJuliVQCを紹介する。 JuliVQCは、古典的な検証と性能ベンチマークのためのSchr$\ddot{\text{o}}$dinger-Feynmanアルゴリズムのビルディングブロックとして、Fsimゲートパラメータの変分最適化に広く使われている。 JuliVQCの設計原理は,(1)高性能なスクリプト言語Juliaを用いて実現されたコアアルゴリズムの透過的な実装,(2)初等演算のキャッシュフレンドリな実装と共有メモリ並列化のサポート,(3)ノイズのない量子回路とノイズの多い量子回路の両方に対する自動微分のネイティブサポート,の3つである。 量子回路や変分量子回路など,さまざまな応用シナリオにおけるJuliVQCに関する広範な数値実験を行い,その性能が一般的な代替品の最上位であることを示す。

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