論文の概要: Scoring-based Static Variable Ordering for Decision Diagram-based Quantum Circuit Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.01186v1
- Date: Mon, 01 Dec 2025 01:59:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.630833
- Title: Scoring-based Static Variable Ordering for Decision Diagram-based Quantum Circuit Simulation
- Title（参考訳）: 決定ダイアグラムに基づく量子回路シミュレーションのためのスコーリングに基づく静的可変順序付け
- Authors: Yusuke Kimura, Masahiro Fujita, Robert Wille,
- Abstract要約: 決定図(DD)に基づく量子回路シミュレータは、DDを用いて量子状態とゲートを表す。
本稿では,DDに基づく効率的な量子回路シミュレーションを可能にする静的な可変順序を決定するためのスコアリングに基づく手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.267311460412556
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Decision diagram (DD)-based quantum circuit simulators represent quantum states and gates using DDs, enabling memory-efficient and fast simulations for some quantum circuits like Shor. Although it is known that DD size and processing time vary depending on the variable order in classical circuits, there has not been much research on the variable order under quantum circuit simulation. One existing study pointed out that dynamic reordering worsens the simulation time and numerical accuracy, and there is no comprehensive research on static orders in the context of quantum circuit simulation. Therefore, this paper proposes a scoring-based heuristic method for determining a static variable order that enables efficient DD-based quantum circuit simulation. When applied to benchmark circuits, the default original variable orders resulted in slow simulations, whereas the proposed method achieved speedups of up to 150x. Furthermore, the proposed order completed the simulation of Shor's 1011 factorization in 5 hours on a single-core laptop, although it was not completed within two days previously.
- Abstract（参考訳）: 決定ダイアグラム(DD)ベースの量子回路シミュレータは、DDを用いて量子状態とゲートを表現し、Shorのような量子回路のメモリ効率と高速なシミュレーションを可能にする。
DDサイズと処理時間は古典回路の変動次数によって異なることが知られているが、量子回路シミュレーション下での変動次数についてはあまり研究されていない。
ある既存研究では、動的リオーダーはシミュレーション時間と数値精度を悪化させ、量子回路シミュレーションの文脈における静的順序に関する包括的な研究は行われていないと指摘している。
そこで本稿では,DDベースの量子回路シミュレーションを効率的に行うための静的変数順序を決定するためのスコアベースヒューリスティック手法を提案する。
ベンチマーク回路に適用すると、デフォルトの変数順序は遅いシミュレーションとなり、提案手法は最大150倍の高速化を実現した。
さらに、提案された命令はシングルコアラップトップ上でショアの1011因子化のシミュレーションを5時間で完了したが、2日以内に完了しなかった。
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