論文の概要: Efficient Classical Simulation of Heuristic Peaked Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.21908v1
- Date: Thu, 23 Apr 2026 17:51:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-24 14:40:06.807687
- Title: Efficient Classical Simulation of Heuristic Peaked Quantum Circuits
- Title（参考訳）: ヒューリスティックピーク量子回路の高効率古典シミュレーション
- Authors: David Kremer, Nicolas Dupuis,
- Abstract要約: 単一ビットストリングに出力分布が鋭く集中しているピーク量子回路は、検証可能な量子優位性の候補として期待されている。
これらの回路は古典的に効率的にシミュレート可能であることを示す。
本稿では,全テンソルネットワークの収縮を効率的に行い,ピークビットストリングのほぼ正確なサンプリングと抽出を可能にする手法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1350507740574158
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Peaked quantum circuits, whose output distribution is sharply concentrated on a single bitstring, have emerged as a promising candidate for verifiable quantum advantage, as the correctness of the quantum output can be checked by simply comparing against the known peak. Recent work by Gharibyan et al. arXiv:2510.25838 claimed heuristic quantum advantage using peaked circuits executed on Quantinuum's 56-qubit H2 processor. These peaked circuits concentrate their output on a single hidden bitstring by training a shallow simulable circuit variationally and inserting an obfuscated permutation to increase the depth to a level that makes classical simulation intractable, with estimated runtimes of years for the largest instances. We show that these circuits can be efficiently simulated classically. We describe a method that efficiently performs a full tensor network contraction, allowing near-exact sampling and extraction of the peaked bitstring. The method exploits the mirrored structure of the circuit and iteratively cancels both halves into a Matrix Product Operator (MPO), and avoids the obfuscated permutation by greedily reducing the MPO bond dimension through a process we call unswapping. The method can fully contract and extract the peak of the largest circuit in approximately one hour on a single GPU, around half the time it took to run on the quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 単一ビットストリングに出力分布が鋭く集中しているピーク量子回路は、量子出力の正しさを単に既知のピークと比較することによってチェックできるため、検証可能な量子優位性の候補として期待できる。
Gharibyan et al arXiv:2510.25838の最近の研究は、Quantinuumの56量子ビットH2プロセッサ上で実行されるピーク回路を用いたヒューリスティックな量子優位性を主張した。
これらのピーク回路は、浅いシミュラブル回路を変分してトレーニングし、難解な置換を挿入して古典的なシミュレーションを難易度にし、最大のインスタンスでは数年のランタイムを見積もって出力を1つの隠れビットストリングに集中させる。
これらの回路は古典的に効率的にシミュレート可能であることを示す。
本稿では,全テンソルネットワークの収縮を効率的に行い,ピークビットストリングのほぼ正確なサンプリングと抽出を可能にする手法について述べる。
この手法は回路のミラー構造を利用し、両方のハーフをマトリックス製品演算子(MPO)に繰り返しキャンセルし、我々がアンスワッピングと呼ぶプロセスを通じてMPO結合寸法をグリード的に減少させることによって難読化を回避する。
この方法は、1つのGPU上で1時間で最大の回路のピークを、量子ハードウェア上で実行するのに要する時間の半分の時間で、完全に収縮し、抽出することができる。
関連論文リスト
- Heuristic Quantum Advantage with Peaked Circuits [4.0791360680079185]
我々はQuantinuumのSystem Model H2量子プロセッサ上でピーク回路(HQAP回路)を設計し、量子優位性を示す。
我々の最大の例は2000個の2量子ビットゲートとの完全接続であり、H2は2時間以内にターゲットのピークビットストリングを直接生成できる。
この研究は、検証可能な量子優位性への重要なマイルストーンであり、現在のユーティリティスケール量子ハードウェアに有用なベンチマークプロトコルを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-29T18:00:03Z) - Neural Guided Sampling for Quantum Circuit Optimization [26.90377134346014]
量子回路を特定のハードウェアトポロジーに変換し、利用可能なゲートのセットを減らし、トランスパイレーション(transpilation)としても知られ、等価回路の長さが大幅に増加する。
効率的なトランスパイレーションに対処する1つの方法は、例えばランダムサンプリングとトークン置換戦略を用いて最適化から知られているアプローチに基づいている。
本稿では,量子回路の2次元表現が与えられた場合,ニューラルネットワークは量子回路のゲート群を予測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-10-14T12:09:05Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - Approximate Quantum Compiling for Quantum Simulation: A Tensor Network based approach [1.237454174824584]
行列生成状態(MPS)から短深さ量子回路を生成する新しいアルゴリズムであるAQCtensorを導入する。
我々のアプローチは、量子多体ハミルトニアンの時間進化から生じる量子状態の準備に特化している。
100量子ビットのシミュレーション問題に対して、AQCtensorは、結果の最適化回路の深さの少なくとも1桁の縮小を実現していることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-20T14:40:29Z) - Quantum Clustering with k-Means: a Hybrid Approach [117.4705494502186]
我々は3つのハイブリッド量子k-Meansアルゴリズムを設計、実装、評価する。
我々は距離の計算を高速化するために量子現象を利用する。
我々は、我々のハイブリッド量子k-平均アルゴリズムが古典的バージョンよりも効率的であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-13T16:04:16Z) - Rotation-inspired circuit cut optimization [7.562843347215286]
近年の研究では、大きな量子回路を切断し、より小さな量子回路のクラスターに分解できることが示されている。
本稿では,回路切断の処理後オーバーヘッドを低減する方法として,回転インスパイアされた回路切断最適化(RICCO)を提案する。
本稿では、VQEの小さなインスタンスを古典的にシミュレートし、既存の回路切断手法と比較することにより、RCICCOのVQEへの適用を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-14T13:57:22Z) - A single $T$-gate makes distribution learning hard [56.045224655472865]
この研究は、局所量子回路の出力分布の学習可能性に関する広範な評価を提供する。
ハイブリッド量子古典アルゴリズムを含む多種多様な学習アルゴリズムにおいて、深度$d=omega(log(n))$ Clifford回路に関連する生成的モデリング問題さえも困難であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-07T08:04:15Z) - Synthesis of Quantum Circuits with an Island Genetic Algorithm [44.99833362998488]
特定の演算を行うユニタリ行列が与えられた場合、等価な量子回路を得るのは非自明な作業である。
量子ウォーカーのコイン、トフォリゲート、フレドキンゲートの3つの問題が研究されている。
提案したアルゴリズムは量子回路の分解に効率的であることが証明され、汎用的なアプローチとして、利用可能な計算力によってのみ制限される。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-06T13:15:25Z) - Boundaries of quantum supremacy via random circuit sampling [69.16452769334367]
Googleの最近の量子超越性実験は、量子コンピューティングがランダムな回路サンプリングという計算タスクを実行する遷移点を示している。
観測された量子ランタイムの利点の制約を、より多くの量子ビットとゲートで検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-05T20:11:53Z)
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。