論文の概要: Tensor Networks with Belief Propagation Cannot Feasibly Simulate Google's Quantum Echoes Experiment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.15427v1
• Date: Thu, 16 Apr 2026 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-20 22:00:19.602612
• Title: Tensor Networks with Belief Propagation Cannot Feasibly Simulate Google's Quantum Echoes Experiment
• Title（参考訳）: Googleの量子エコー実験をシミュレートしてはならないと信じているテンソルネットワーク
• Authors: Pablo Bermejo, Benjamin Villalonga, Brayden Ware, Guifre Vidal, Aaron Szasz,
• Abstract要約: 最近の量子エコー実験において、Google Quantum AIは、ランダム回路時間進化のための時間外相関器(OTOCs)は、古典的な計算によって計算されるのと同じような精度で1万倍以上の速度で量子プロセッサを用いて測定できることを示した。 我々は, OTOC回路が十分な絡み合いを生じ, ほとんど圧縮不能であり, シュルディンガー画像におけるテンソルネットワーク状態の進化によってOTOCが計算される他の手法も失敗することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.40970665004890555
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In the recent quantum echoes experiment, Google Quantum AI showed that out-of-time-order correlators (OTOCs) for random-circuit time evolution can be measured using a quantum processor more than 10,000x faster than they can be computed to similar accuracy via classical computation. This claim was substantiated by comparison with a variety of state-of-the-art classical simulation methods. One classical simulation method that was not explicitly tested was tensor networks with belief propagation (TNBP). TNBP should be poorly suited to simulating Google's echoes experiment: the states involved are highly entangled, a challenge for tensor network states; and the Willow chip has dense 2D connectivity, a challenge for belief propagation. Here we confirm, via a combination of theoretical scaling arguments and explicit numerical simulation, the intuition that TNBP is unable to simulate the quantum echoes experiment. We show that the OTOC circuits generate enough entanglement that they are largely incompressible, implying that other approaches in which OTOCs are computed by evolving a tensor network state in the Schrödinger picture will also fail. Our results further reinforce the claim that the quantum echoes experiment cannot be reproduced by classical computation.
• Abstract（参考訳）: 最近の量子エコー実験において、Google Quantum AIは、ランダム回路時間進化のための時間外相関器(OTOCs)は、古典的な計算によって計算されるのと同じような精度で1万倍以上の速度で量子プロセッサを用いて測定できることを示した。 この主張は、様々な最先端の古典シミュレーション手法との比較によって裏付けられた。 明示的にテストされなかった古典的なシミュレーション手法の1つは、信念伝播(TNBP)を備えたテンソルネットワークであった。 TNBPはGoogleのエコー実験をシミュレートするには不適当である:関係する状態は非常に絡み合っており、テンソルネットワーク状態の課題である。 ここでは、理論的スケーリングの議論と明示的な数値シミュレーションを組み合わせることで、TNBPが量子エコー実験をシミュレートできないという直感を確かめる。 我々は、OTOC回路が十分に絡み合っていることを示しており、シュレーディンガー図におけるテンソルネットワーク状態の進化によってOTOCが計算される他のアプローチも失敗することを示す。 量子エコー実験は古典計算では再現できないという主張をさらに強化した。

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