論文の概要: How to Write a Simulator for Quantum Circuits from Scratch: A Tutorial

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.08142v1
• Date: Mon, 09 Jun 2025 18:43:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-11 15:11:40.46115
• Title: How to Write a Simulator for Quantum Circuits from Scratch: A Tutorial
• Title（参考訳）: スクラッチからの量子回路シミュレータの書き方:チュートリアル
• Authors: Michael J. McGuffin, Jean-Marc Robert, Kazuki Ikeda,
• Abstract要約: このチュートリアルは、量子回路シミュレータをゼロから製作することで有能なプログラマをガイドする。 およそ1000-2000行のコードで、アダマール、パウリX、Y、Z、SWAP、その他の量子論理ゲートをシミュレートすることができる。 特に、状態ベクトルを更新するqubit-wise乗算と、密度行列の減少を求める部分的トレースについて説明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.0642716541932993
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This tutorial guides a competent programmer through the crafting of a quantum circuit simulator from scratch, even for readers with almost no prior experience in quantum computing. Open source simulators for quantum circuits already exist, but a deeper understanding is gained by writing ones own. With roughly 1000-2000 lines of code, one can simulate Hadamard, Pauli X, Y, Z, SWAP, and other quantum logic gates, with arbitrary combinations of control and anticontrol qubits, on circuits of up to 20+ qubits, with no special libraries, on a personal computer. We explain key algorithms for a simulator, in particular: qubit-wise multiplication for updating the state vector, and partial trace for finding a reduced density matrix. We also discuss optimizations, and how to compute qubit phase, purity, and other statistics. A complete example implementation in JavaScript is available at https://github.com/MJMcGuffin/muqcs.js , which also demonstrates how to compute von Neumann entropy, concurrence (to quantify entanglement), and magic, while remaining much smaller and easier to study than other popular software packages.
• Abstract（参考訳）: このチュートリアルは、量子コンピューティングの経験がほとんどない読者に対しても、量子回路シミュレータをゼロから作成することで有能なプログラマを導く。 量子回路のオープンソースシミュレータはすでに存在するが、自分で書くことでより深い理解が得られる。 約1000-2000行のコードで、Adamard、Pauli X、Y、Z、SWAP、その他の量子論理ゲートを任意の制御と反制御のキュービットの組み合わせで、20以上のキュービットの回路上でパーソナルコンピュータ上でシミュレートすることができる。 特に、状態ベクトルを更新するqubit-wise乗算と、密度行列の減少を求める部分的トレースについて説明する。 また、最適化や、キュービット位相、純度、その他の統計値の計算方法についても論じる。 JavaScriptの完全な実装例はhttps://github.com/MJMcGuffin/muqcs.jsで公開されている。これはまた、フォン・ノイマンのエントロピー、コンカレンス(絡み合いの定量化)、マジックの計算方法を示しているが、他の一般的なソフトウェアパッケージよりもずっと小さく、簡単に研究できる。

関連論文リスト

• AMARETTO: Enabling Efficient Quantum Algorithm Emulation on Low-Tier FPGAs [0.6553587309274792]
  AMARETTOは低層フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)上の量子コンピューティングエミュレーションのために設計されている RISC(Reduceed-Instruction-Set-Computer)のような構造とスパース量子ゲートの効率的な処理を用いて、量子アルゴリズムの検証を単純化し、高速化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-14T10:01:53Z)
• Quantum hashing algorithm implementation [0.0]
  我々は1988年にAmbainisとFreevaldsが発表したフィンガープリント技術に基づく量子ハッシュアルゴリズムをゲートベース量子コンピュータ上で実装した。 我々は,LNN(Linear Nearest Neighbor)ではない隣接アーキテクチャを表すキュービットの特殊グラフを持つ16量子および27量子のIBMQを考察する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-14T09:41:16Z)
• Quantivine: A Visualization Approach for Large-scale Quantum Circuit Representation and Analysis [31.203764035373677]
  我々は量子回路の探索と理解のための対話型システムQuantivineを開発した。 一連の新しい回路視覚化は、キュービットの証明、並列性、絡み合いなどのコンテキストの詳細を明らかにするように設計されている。 Quantivineの有効性は、最大100キュービットの量子回路の2つの利用シナリオを通して示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-18T04:51:28Z)
• Classically Simulating Quantum Supremacy IQP Circuits trough a Random Graph Approach [0.0]
  ランダム回路サンプリングによる量子超越性を実証するためのよい候補は、emphIQP回路を使用することである。 我々は、ランダムIQP回路を古典的にシミュレートする改良手法を導入する。 我々は70量子ビット回路が大規模クラスタの到達範囲内にあると推定する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-16T17:38:42Z)
• Quantum Depth in the Random Oracle Model [57.663890114335736]
  浅量子回路の計算能力と古典計算の組合せを包括的に評価する。 いくつかの問題に対して、1つの浅い量子回路で適応的な測定を行う能力は、適応的な測定をせずに多くの浅い量子回路を実行する能力よりも有用である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-12T17:54:02Z)
• TensorLy-Quantum: Quantum Machine Learning with Tensor Methods [67.29221827422164]
  PyTorch APIを採用した量子回路シミュレーションのためのPythonライブラリを作成します。 Ly-Quantumは、単一のGPU上で数百のキュービット、複数のGPU上で数千のキュービットにスケールすることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-19T19:26:17Z)
• Fast quantum circuit simulation using hardware accelerated general purpose libraries [69.43216268165402]
  CuPyは、GPUベースの量子回路向けに開発された汎用ライブラリ(線形代数)である。 上位回路の場合、スピードアップは約2倍、量子乗算器の場合、最先端のC++ベースのシミュレータと比べて約22倍である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-26T10:41:43Z)
• Logical Abstractions for Noisy Variational Quantum Algorithm Simulation [25.515765956985188]
  既存の量子回路シミュレータは変分アルゴリズムの共通特性に対処しない。 本稿では,変分アルゴリズムのシミュレーションを目的とした論理的抽象化に基づく量子回路シミュレーションツールチェーンを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-31T17:20:13Z)
• Faster Schr\"odinger-style simulation of quantum circuits [2.0940228639403156]
  GoogleとIBMによる超伝導量子コンピュータの最近のデモンストレーションは、量子アルゴリズムの新たな研究を加速させた。 我々は、レイヤシミュレーションアルゴリズムにおいて、スタンドアローンおよびビルディングブロックとして有用な量子回路のSchr"odingerスタイルのシミュレーションを前進させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-01T08:47:24Z)
• 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)
• What limits the simulation of quantum computers? [5.22339562024796]
  実際の量子コンピュータは、完全量子コンピュータに必要なわずかなコストでシミュレートできることを実証する。 我々のアルゴリズムは、行列積状態(MPS)を用いて量子波動関数の表現を圧縮し、低から中程度の絡み合いの状態を非常に正確に捉える。 N=54$ qubits の2次元配列と Control-Z ゲートを持つ回路では、最先端のデバイスよりも数時間でエラー率を得ることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-18T17:00:39Z)

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。