論文の概要: SymFT: Universal Fault-Tolerant Quantum Circuit Simulation via Symbolic Clifford--Pauli Frames and Stabilizer Coordinates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.28600v1
• Date: Thu, 30 Jul 2026 17:51:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.707621
• Title: SymFT: Universal Fault-Tolerant Quantum Circuit Simulation via Symbolic Clifford--Pauli Frames and Stabilizer Coordinates
• Title（参考訳）: SymFT: Symbolic Clifford--Pauli Frames and Stabilizer Coordinatesによるユニバーサルフォールトトレラント量子回路シミュレーション
• Abstract要約: The SymFT, a high-induced simulator for Clifford-dominated circuits with Pauli rotations, Pauli noise, mid-circuit Pauli Measurement, and Measurement-record-control Pauli feedback。 SymFT はテストされた純クリフォード回路および準クリフォード回路の最先端サンプリング性能を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8668905919280483
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant protocols often consist largely of stabilizer subcircuits, yet the non-Clifford operations required for universality make exact sampling costly. We present SymFT, a high-throughput simulator for Clifford-dominated circuits with Pauli rotations, stochastic Pauli noise, mid-circuit Pauli measurements, and measurement-record-controlled Pauli feedback. It combines two ideas. First, symbolic Clifford--Pauli frame factorization reduces branch-probability sampling to Pauli rotations and measurement projectors, with noise and feedback represented by symbolic signs. Since the residual Clifford and Pauli frames are unitary, they do not affect branch probabilities and need not be applied in every shot. Second, adaptive stabilizer-coordinate planning uses a shared stabilizer--destabilizer tableau to define the basis and stores only the active non-stabilizer degrees of freedom in a dynamically sized dense active-state vector. It resolves basis changes once and emits direct multi-coordinate sampling instructions, thereby avoiding per-shot tableau updates and localization-induced Clifford transformations of the dense vector. Across the tested pure-Clifford and near-Clifford circuits, SymFT achieves state-of-the-art sampling performance. On a single CPU core, it is $2.51\text{--}2.56\times$ faster than Stim for surface-code circuits and $1.86\text{--}3.51\times$ faster than Clifft for magic-state cultivation and distillation circuits. For the tested cultivation circuits, its sampling throughput also exceeds that of our previous simulator, SOFT, by more than two orders of magnitude.
• Abstract（参考訳）: 耐故障性プロトコルは、主に安定化サブ回路から構成されることが多いが、普遍性に必要な非クリフォード演算は正確なサンプリングに費用がかかる。 我々は,パウリ回転,確率的パウリノイズ,中周期パウリ測定,測定記録制御パウリフィードバックを備えたクリフォード支配回路の高スループットシミュレータであるSymFTを提案する。 2つの考えが組み合わさっている。 第一に、シンボリックなクリフォード-パウリフレームの分解は、パウリ回転と測定プロジェクタへの分岐確率サンプリングを減少させ、ノイズとフィードバックはシンボリックサインで表される。 残りのクリフォードフレームとパウリフレームはユニタリであるため、分岐確率に影響を与えず、全てのショットに適用する必要はない。 第2に、適応安定化器座標計画では、基底を定義し、アクティブな非安定化器自由度のみを動的に大きさの高密度アクティブステートベクトルに格納するために共有安定化器-不安定化器表を用いる。 基底変化を一度解決し、直接多重座標サンプリング命令を出力し、ショットごとのテーブルー更新や、密度ベクトルの局所化誘起クリフォード変換を避ける。 テスト対象の純クリフォード回路と準クリフォード回路で、SymFTは最先端サンプリング性能を達成する。 単一のCPUコア上では、表面コード回路のStimよりも2.51\text{-}2.56\times$と、マジックステート栽培と蒸留回路のClifftより1.86\text{-}3.51\times$である。 実験された培養回路では、サンプリングスループットは以前のシミュレータであるSOFTを2桁以上上回る。

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