Simulation of quantum circuits by low-rank stabilizer decompositions
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Recent work has explored using the stabilizer formalism to classically simulate quantum circuits containing a few non-Clifford gates. The computational cost of such methods is directly related to the notion of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">s</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">t</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">a</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">b</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">l</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">i</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">z</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">e</mml:mi><mml:mi class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">r</mml:mi></mml:mrow></mml:math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mml:mtext class="MJX-tex-mathit" mathvariant="italic">rank</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>, which for a pure state<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:math>is defined to be the smallest integer<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math>such that<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>ψ</mml:mi></mml:math>is a superposition of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>χ</mml:mi></mml:math>stabilizer states. Here we develop a comprehensive mathematical theory of the stabilizer rank and the related approximate stabilizer rank. We also present a suite of classical simulation algorithms with broader applicability and significantly improved performance over the previous state-of-the-art. A new feature is the capability to simulate circuits composed of Clifford gates and arbitrary diagonal gates, extending the reach of a previous algorithm specialized to the Clifford+T gate set. We implemented the new simulation methods and used them to simulate quantum algorithms with 40-50 qubits and over 60 non-Clifford gates, without resorting to high-performance computers. We report a simulation of the Quantum Approximate Optimization Algorithm in which we process superpositions of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>6</mml:mn></mml:msup></mml:math>stabilizer states and sample from the full<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math>-bit output distribution, improving on previous simulations which used<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mo>∼</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:math>stabilizer states and sampled only from single-qubit marginals. We also simulated instances of the Hidden Shift algorithm with circuits including up to 64<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math>gates or 16 CCZ gates; these simulations showcase the performance gains available by optimizing the decomposition of a circuit's non-Clifford components.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle