論文の概要: Fast classical simulation of qubit-qudit hybrid systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.17876v1
• Date: Wed, 23 Oct 2024 13:49:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-24 13:54:48.810250
• Title: Fast classical simulation of qubit-qudit hybrid systems
• Title（参考訳）: 量子ビット-量子ハイブリッド系の高速古典シミュレーション
• Authors: Haemanth Velmurugan, Arnav Das, Turbasu Chatterjee, Amit Saha, Anupam Chattopadhyay, Amlan Chakrabarti,
• Abstract要約: 量子回路のシミュレーションは、テンソル積や行列乗法に大きく依存する計算集約的なタスクである。 近年の進歩は、テンソル生成物や行列乗算の必要性を排除し、効率と並列化の大幅な改善をもたらす。 本稿では,Qubit-Quditハイブリッドシステムに適用可能なブロックシミュレーション手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.116156387681214
• License:
• Abstract: Simulating quantum circuits is a computationally intensive task that relies heavily on tensor products and matrix multiplications, which can be inefficient. Recent advancements, eliminate the need for tensor products and matrix multiplications, offering significant improvements in efficiency and parallelization. Extending these optimizations, we adopt a block-simulation methodology applicable to qubit-qudit hybrid systems. This method interprets the statevector as a collection of blocks and applies gates without computing the entire circuit unitary. Our method, a spiritual successor of the simulator QuDiet \cite{Chatterjee_2023}, utilizes this block-simulation method, thereby gaining major improvements over the simulation methods used by its predecessor. We exhibit that the proposed method is approximately 10$\times$ to 1000$\times$ faster than the state-of-the-art simulator for simulating multi-level quantum systems with various benchmark circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子回路のシミュレーションは、テンソル積や行列乗法に大きく依存する計算集約的なタスクであり、非効率である。 近年の進歩は、テンソル生成物や行列乗算の必要性を排除し、効率と並列化の大幅な改善をもたらす。 これらの最適化を拡張したブロックシミュレーション手法をqubit-quditハイブリッドシステムに適用する。 この方法は状態ベクトルをブロックの集合として解釈し、回路全体のユニタリを計算せずにゲートを適用する。 シミュレータQuDiet \cite{Chatterjee_2023}のスピリチュアルな後継である本手法は,このブロックシミュレーション手法を用いて,前駆体が使用するシミュレーション手法を大幅に改善する。 提案手法は,様々なベンチマーク回路を用いたマルチレベル量子システムシミュレーションのための最先端シミュレータよりも,約10$\times$ to 1000$\times$高速であることを示す。

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