論文の概要: monoprop: Scaling Pauli and Majorana propagation via Anticommutation Indices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.21000v1
• Date: Wed, 14 Oct 2026 22:36:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-16 19:13:16.09993
• Title: monoprop: Scaling Pauli and Majorana propagation via Anticommutation Indices
• Title（参考訳）: monoprop:Scaling Pauli and Majorana propagation via Anticommutation Indices
• Abstract要約: monopropは、フェルミオンとqubitベースのための非常に並列な演算子プロパゲーションフレームワークである。 モノプロップは理想的には8192コアにスケールし、9.5times1010$の項を追跡する。 また,1つの伝播を記録し,新しい角度で再生するメモリ効率のサロゲートグラフも提示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.45349343639273076
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce monoprop, an open-source, massively parallel operator-propagation framework for fermion and qubit bases. For $N$ qubits or modes, existing codes represent each of the $K$ tracked operator terms (Pauli strings or products of Majorana operators) as a $2N$-bit string, testing each for anticommutation with the gate at $O(KN)$ cost per gate. Here, we introduce the anticommutation index which rapidly looks up the terms anticommuting with a gate. A local gate changes only the terms that touch its sites, and when terms are truncated to act on few sites, only a fraction $\sim1/N$ touch any given qubit or mode, and we use this to prove the time per gate scales as $O(K/N)$. This counterintuitive result tells us that for a fixed number of terms, increasing the number of sites can make things faster. We demonstrate this numerically, and show monoprop scales almost ideally to 8192 cores, tracking $9.5\times10^{10}$ terms. Beyond propagation, we present memory-efficient surrogate graphs, which record one propagation and replay it at new angles, for fast energy re-estimation and parameter gradients, and an efficient method for finding energy-minimising gates and optimal angles for simulating adaptive quantum-chemistry circuits.
• Abstract（参考訳）: オープンソースで大規模に並列な演算子プロパゲーションフレームワークであるmonopropを紹介した。 N$ qubitsまたはモードの場合、既存のコードはK$追跡演算子(マヨラナ演算子のPauli文字列または製品)のそれぞれを2N$-bit文字列として表現し、ゲートとの交換を1ゲートあたり$O(KN)$コストでテストする。 ここでは, ゲートと反可換な用語を素早く検索する, 反可換指数を導入する。 ローカルゲートは、そのサイトに触れる条件だけを変更し、いくつかのサイトで動作するために用語が切り替わるとき、任意のキュービットやモードにタッチするわずか$\sim1/N$のみを使用し、ゲートあたりの時間は$O(K/N)$であることを示す。 この逆直感的な結果から、一定数の用語で、サイトの数を増やすことで、物事がより速くなることが分かる。 我々はこれを数値的に示し、ほぼ理想的には8192コアにモノプロップスケールを示し、9.5\times10^{10}$項を追跡する。 伝播の他に、高速エネルギー再推定とパラメータ勾配のための1つの伝播を新しい角度で記録し再生するメモリ効率の高いサロゲートグラフと、適応量子化学回路をシミュレートするためのエネルギー最小化ゲートと最適角度を求める効率的な方法を提案する。

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