論文の概要: Challenging the Quantum Advantage Frontier with Large-Scale Classical Simulations of Annealing Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.08247v1
• Date: Tue, 11 Mar 2025 10:09:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-12 15:42:15.155345
• Title: Challenging the Quantum Advantage Frontier with Large-Scale Classical Simulations of Annealing Dynamics
• Title（参考訳）: アニーリングダイナミクスの大規模古典シミュレーションによる量子アドバンテージフロンティアの整合
• Authors: Linda Mauron, Giuseppe Carleo,
• Abstract要約: 近年のD-Waveの量子シミュレータの実証では、量子計算の優位性を示す新しいベンチマークが確立されている。 時間依存の変分モンテカルロは、スピングラスの量子アニールをシステムサイズまで効率的にシミュレートできることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Recent demonstrations of D-Wave's annealing-based quantum simulators have established new benchmarks for quantum computational advantage [arXiv:2403.00910]. However, the precise location of the classical-quantum computational frontier remains an open question, as classical simulation strategies continue to evolve. Here, we demonstrate that time-dependent variational Monte Carlo (t-VMC) with a physically motivated Jastrow-Feenberg wave function can efficiently simulate the quantum annealing of spin glasses up to system sizes previously thought to be intractable. Our approach achieves accuracy comparable to that of quantum processing units while requiring only polynomially scaling computational resources, in stark contrast to entangled-limited tensor network methods that scale exponentially. For systems up to 128 spins on a three-dimensional diamond lattice, we maintain correlation errors below 7%, which match or exceed the precision of existing quantum hardware. Rigorous assessments of residual energies and time-dependent variational principle errors establish clear performance benchmarks for classical simulations. These findings substantially shift the quantum advantage frontier and underscore that classical variational techniques, which are not fundamentally constrained by entanglement growth, remain competitive at larger system sizes than previously anticipated.
• Abstract（参考訳）: D-Waveのアニーリングに基づく量子シミュレータの最近の実証は、量子計算の優位性のための新しいベンチマーク(arXiv:2403.00910)を確立した。 しかし、古典的量子計算フロンティアの正確な位置は、古典的なシミュレーション戦略が進化し続けているため、未解決の問題である。 ここでは、物理的に動機づけられたジャストロー・フェーンベルク波動関数を持つ時間依存変分モンテカルロ(t-VMC)が、これまで難易度と考えられていたスピングラスの量子アニールを効率的にシミュレートできることを実証する。 提案手法は,指数関数的にスケールするエンタングル付きテンソルネットワーク法とは対照的に,計算資源の多項式スケーリングしか必要とせず,量子処理単位に匹敵する精度を実現する。 三次元ダイヤモンド格子上の最大128スピンの系では、既存の量子ハードウェアの精度と一致するか、あるいは超える相関誤差を7%以下に維持する。 残エネルギーと時間依存の変動原理誤差の厳密な評価は、古典シミュレーションの明確な性能ベンチマークを確立する。 これらの知見は量子優位フロンティアを著しくシフトさせ、古典的変分法は基本的には絡み合いの成長に制約されないが、これまで予想されていたよりも大きなシステムサイズで競争力を維持していることを示す。

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