論文の概要: Numerical simulation of D-Wave's quantum advantage experiment with time-dependent variational Monte Carlo

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.01719v1
• Date: Tue, 01 Sep 2026 18:00:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-03 17:53:17.764323
• Title: Numerical simulation of D-Wave's quantum advantage experiment with time-dependent variational Monte Carlo
• Title（参考訳）: 時間依存変分モンテカルロを用いたD-Waveの量子優位実験の数値シミュレーション
• Authors: Roeland Wiersema,
• Abstract要約: 時間依存型モンテカルロ (t-VMC) によるD波スピングラスアニールプロトコルの数値シミュレーションを行った。 量子処理ユニット(QPU)の最終2スピン相関誤差をt-VMCで近似することが可能であることを示す。 また,他の変分法が機能しない難解な斜めの大規模シミュレーションも行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8763872698583384
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Programmable quantum annealers can realize real-time dynamics of frustrated transverse-field Ising models on large, nontrivial graphs. Recent work by King et al. argued that the classical simulation of such experiments would require exponential computational resources for classical methods such as tensor networks and neural quantum states. Here, we numerically simulate the D-Wave spin-glass annealing protocol with time-dependent variational Monte Carlo (t-VMC) using a correlator state tailored to spin-glass dynamics. For the two-dimensional cylinder, three-dimensional dimer, diamond, and biclique instances considered, at annealing times of 7 and 20 ns, we show that systematically increasing the variational ansatz size enables t-VMC to approximate the final two-spin correlation errors of the quantum processing unit (QPU). We also perform an accurate large-scale simulation of a challenging biclique instance for which no other variational method is known to work, and we find close agreement with the quantum annealer. Through ablation studies, we identify poor Markov-chain mixing, high-variance local-energy estimators, and stochastic Runge-Kutta error estimates as the principal numerical failure modes. We address these numerical issues by using parallel tempering, blurred sampling and an importance-weighted differential equation solver, thereby clarifying the numerical requirements for stable, large-scale t-VMC simulations. Our results extend the frontier of classical simulation while providing a realistic assessment of the computational costs of simulating quantum dynamics at this scale.
• Abstract（参考訳）: プログラム可能な量子アニールは、大きな非自明なグラフ上のフラストレーションされた横フィールドイジングモデルのリアルタイムダイナミクスを実現することができる。 Kingらによる最近の研究は、そのような実験の古典的なシミュレーションはテンソルネットワークや神経量子状態のような古典的な方法のための指数計算資源を必要とすると主張した。 そこで我々は,スピングラス力学に適した相関子状態を用いて,時間依存性のモンテカルロ (t-VMC) を用いたD波スピングラスアニールプロトコルを数値シミュレーションした。 二次元シリンダ, 三次元二量体, ダイヤモンド, 双斜方体の場合, 熱処理時間7, 20nsでは, 変量アンザッツサイズを体系的に増大させることで, t-VMCが量子処理ユニット(QPU)の最終2スピン相関誤差を近似できることが示されている。 また、他の変分法が機能しないことが知られており、量子アニーラーとの密接な一致が認められるような、難解なバイクリッド・インスタンスの高精度な大規模シミュレーションも実施する。 アブレーション実験により,マルコフ連鎖の混合,高分散局所エネルギー推定器,確率的ルンゲ・クッタ誤差推定を主数値故障モードとして同定した。 本研究では, 並列テンパリング, ぼかしサンプリング, 重み付き微分方程式解法を用いて, 安定かつ大規模なt-VMCシミュレーションの数値的要件を明らかにする。 このスケールで量子力学をシミュレーションする計算コストを現実的に評価しながら、古典シミュレーションのフロンティアを拡張した。

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