論文の概要: Scalable projected entangled-pair state representation of random quantum circuit states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.04769v2
• Date: Thu, 18 Sep 2025 04:09:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-19 17:26:52.843001
• Title: Scalable projected entangled-pair state representation of random quantum circuit states
• Title（参考訳）: ランダム量子回路状態のスケーラブル射影絡み状態表現
• Authors: Sung-Bin B. Lee, Hee Ryang Choi, Daniel Donghyon Ohm, Seung-Sup B. Lee,
• Abstract要約: ランダムな量子回路状態を表すバイダルゲージにおいて,投影された絡み合ったペア状態 (PEPS) の更新を示す。 従来のCPUで128ドル(約1万4000円)の大規模回路を使用すれば、状態の忠実さの普遍的なスケーリングの挙動が分かる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Classical simulation of a programmable quantum processor is crucial in identifying the threshold of a quantum advantage. We demonstrate the simple update of projected entangled-pair states (PEPSs) in the Vidal gauge that represent random quantum circuit states, which center around recent quantum advantage claims. Applied to square lattices of qubits akin to state-of-the-art superconducting processors, the PEPS representation is exact for circuit depths less than $\mathcal{D}_\mathrm{tr}$ = $\beta\log_2\chi$, where $\chi$ is the maximum bond dimension and $2 \lesssim \beta \lesssim 4$ depends on the choice of two-qubit gates, independent of the qubit number $n$. We find the universal scaling behaviors of the state fidelity by treating large-scale circuits of $n \leq 10^{4}$, using $\chi \leq 128$ on a conventional CPU. Our method has a polynomial scaling of computational costs with $n$ for circuit depth $\mathcal{D}=O(\log n)$ and is more advantageous than matrix product state approaches if $n$ is large. This work underscores PEPSs as a scalable tool for benchmarking quantum algorithms with future potential for sampling applications using advanced contraction techniques.
• Abstract（参考訳）: プログラマブル量子プロセッサの古典的なシミュレーションは、量子優位性のしきい値を特定するのに不可欠である。 我々は,近年の量子優位な主張を中心に,ランダムな量子回路状態を表すバイダルゲージにおいて,投影された絡み合ったペア状態(PEPS)の簡単な更新を実演する。 最先端超伝導プロセッサに似た量子ビットの正方格子に応用すると、PEPS表現は回路深さが$\mathcal{D}_\mathrm{tr}$ = $\beta\log_2\chi$より小さい場合に正確である。 従来のCPUでは$\chi \leq 10^{4}$の大規模回路を$\chi \leq 128$で処理することで、状態忠実性の普遍的なスケーリング挙動を求める。 本手法は,回路深度$\mathcal{D}=O(\log n)$に対して$n$の計算コストの多項式スケーリングを行う。 この研究は、PEPSを量子アルゴリズムをベンチマークするためのスケーラブルなツールとして、高度な収縮技術を用いてアプリケーションをサンプリングする将来の可能性を強調している。

関連論文リスト

• Optimized Quantum Simulation Algorithms for Scalar Quantum Field Theories [0.3394351835510634]
  量子コンピュータ上でのスカラー場理論の実用的なシミュレーション手法を提案する。 本手法はハミルトニアンの各種耐故障シミュレーションアルゴリズムを用いて実装する。 どちらの場合も、バウンダリが物理的に意味のあるシミュレーションを4つの物理量子ビット(106ドル)と1012ドル(T$-gate)の順番で行うことを示唆している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-18T18:00:01Z)
• Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
  我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。 我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z)
• Scaling Whole-Chip QAOA for Higher-Order Ising Spin Glass Models on Heavy-Hex Graphs [1.0765359420035392]
  量子近似最適化アルゴリズム (QAOA) は高次, ランダム係数, 重ヘックス互換スピングラスに対して, 問題サイズに対して強いパラメータ濃度を有することを示す。 量子プロセッサでは、27量子ビット系では最大$p=3$、127量子ビット系では最大$p=2$となる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-02T01:47:05Z)
• Simulation of IBM's kicked Ising experiment with Projected Entangled Pair Operator [71.10376783074766]
  我々は最近,誤りを軽減した量子回路を用いてエミュレートされた127量子ビットキックド・イジングモデルの古典的シミュレーションを行った。 提案手法はハイゼンベルク図の射影的絡み合ったペア作用素(PEPO)に基づいている。 我々はクリフォード展開理論を開発し、正確な期待値を計算し、それらをアルゴリズムの評価に利用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-06T10:24:23Z)
• On sampling determinantal and Pfaffian point processes on a quantum computer [49.1574468325115]
  DPPは1970年代の量子光学のモデルとしてマッキによって導入された。 ほとんどのアプリケーションはDPPからのサンプリングを必要としており、その量子起源を考えると、古典的なコンピュータでDPPをサンプリングするのは古典的なものよりも簡単かどうか疑問に思うのが自然である。 バニラサンプリングは、各コスト$mathcalO(N3)$と$mathcalO(Nr2)$の2つのステップから構成される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-25T08:43:11Z)
• Stochastic Approach For Simulating Quantum Noise Using Tensor Networks [0.8258451067861933]
  シミュレーション誤差は, 多数の量子ビットに対しても比較的低いことが示される。 このスライシング技術を用いることで,スーパーコンピュータを用いて最大100 qubitOA回路を高深さでシミュレートできる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-28T03:44:59Z)
• Fast quantum circuit cutting with randomized measurements [0.0]
  本稿では,単一デバイス上で利用可能な物理量子ビット数を超えて,量子計算のサイズを拡大する手法を提案する。 これは、大きな回路の出力状態を異なるデバイス間で分離可能な状態として表すために、無作為に計測・準備チャネルを挿入することで達成される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-29T15:13:04Z)
• Quantum State Preparation with Optimal Circuit Depth: Implementations and Applications [10.436969366019015]
  我々は、$Theta(n)$-depth回路は、$O(ndlog d)$ acillary qubitsを持つ$Theta(log(nd))で作成可能であることを示す。 我々は、ハミルトンシミュレーション、方程式の線形系解法、量子ランダムアクセスメモリの実現など、異なる量子コンピューティングタスクにおける結果の適用について論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-27T13:16:30Z)
• Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
  量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。 シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。 これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-28T17:21:25Z)
• Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
  本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。 我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。 我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)
• Quantum Algorithms for Simulating the Lattice Schwinger Model [63.18141027763459]
  NISQとフォールトトレラントの両方の設定で格子シュウィンガーモデルをシミュレートするために、スケーラブルで明示的なデジタル量子アルゴリズムを提供する。 格子単位において、結合定数$x-1/2$と電場カットオフ$x-1/2Lambda$を持つ$N/2$物理サイト上のシュウィンガーモデルを求める。 NISQと耐故障性の両方でコストがかかるオブザーバブルを、単純なオブザーバブルとして推定し、平均ペア密度を推定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-25T19:18:36Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。