論文の概要: QuantumToolbox.jl: An efficient Julia framework for simulating open quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.21440v1
- Date: Wed, 30 Apr 2025 08:56:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-09 19:39:10.525411
- Title: QuantumToolbox.jl: An efficient Julia framework for simulating open quantum systems
- Title（参考訳）: QuantumToolbox.jl: オープン量子システムのシミュレーションのための効率的なJuliaフレームワーク
- Authors: Alberto Mercurio, Yi-Te Huang, Li-Xun Cai, Yueh-Nan Chen, Vincenzo Savona, Franco Nori,
- Abstract要約: QuantumToolbox.jlは、量子システムをシミュレーションするためのオープンソースパッケージである。
高速でスケーラブルなシミュレーションを実現するために、Juliaの高性能エコシステムを活用する。
- 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 present QuantumToolbox.jl, an open-source Julia package for simulating open quantum systems. Designed with a syntax familiar to users of QuTiP (Quantum Toolbox in Python), it harnesses Julia's high-performance ecosystem to deliver fast and scalable simulations. The package includes a suite of time-evolution solvers supporting distributed computing and GPU acceleration, enabling efficient simulation of large-scale quantum systems. We also show how QuantumToolbox.jl can integrate with automatic differentiation tools, making it well-suited for gradient-based optimization tasks such as quantum optimal control. Benchmark comparisons demonstrate substantial performance gains over existing frameworks. With its flexible design and computational efficiency, QuantumToolbox.jl serves as a powerful tool for both theoretical studies and practical applications in quantum science.
- Abstract（参考訳）: 我々は、オープン量子システムをシミュレートするオープンソースのJuliaパッケージであるQuantumToolbox.jlを紹介する。
QuTiP(PythonのQuantum Toolbox)のユーザになじみのある構文で設計されており、Juliaの高性能エコシステムを利用して高速でスケーラブルなシミュレーションを提供する。
このパッケージには、分散コンピューティングとGPUアクセラレーションをサポートする、大規模な量子システムの効率的なシミュレーションを可能にする一連の時間進化解決器が含まれている。
また、QuantumToolbox.jlが自動微分ツールとどのように統合できるかを示し、量子最適制御のような勾配に基づく最適化タスクに適していることを示す。
ベンチマーク比較は、既存のフレームワークよりも大幅にパフォーマンスが向上したことを示している。
フレキシブルな設計と計算効率により、QuantumToolbox.jlは量子科学の理論的研究と実用的な応用のための強力なツールである。
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