どんどんアプリが発達しますね。今回はGPUシミュレーションで量子ゲート計算で5000量子ビットのmaxcutをみてみます。 参考 Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings<a href="https://arxiv.org/abs/2106.13304" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://arxiv.org/abs/2106.13304</a> ではいってみましょう。この論文のポイントはいくつかあります。 １，アルゴリズムはVQE ２，テンソルネットワーク ３，マルチ基底符号化 ４，非線形活性化関数 VQE QAOAは量子回路の深さが深すぎてNISQでは最近イオントラップ以外はVQEへの回帰が始まっています。今回はVQEですね。 テンソルネットワーク GPUシミュレーションでテンソルネットワークを使っています。グラフ問題のハミルトニアンをMPOとして用意し、時間発展させた量子状態をMPSとして準備して期待値を直接求めます。 <img src="https://assets.blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2022/11/05/2106-13304-pdf2.png"/>image : https://arxiv.org/pdf/2106.13304.pdf マルチ基底 この論文独特ですね。1量子ビットにグラフ問題の2ノード持たせるためにXとZの両方の軸を使っています。これによって1量子ビットでノードを倍にできて、ハミルトニアンはZZ,XX,XZと接続をかなり工夫しています。<img src="https://assets.blueqat.com/public/uploads/us-east-2:4805ff4b-c3cc-4344-b165-86544c34d0bf/2022/11/05/2106-13304-pdf.png"/> image : https://arxiv.org/pdf/2106.13304.pdf 非活性化関数これの変分角度を更新するためにtanh(x)をつかっていました。結構珍しい更新方法なので気になります。ちなみに量子回路はRYとCZで構成されていました。 まとめ結構maxcutという簡単な問題なのでansatzも簡単になっているのかもしれませんが、5000量子ビットの量子ゲート計算ができるというのはかなり夢があります。今度どのくらいのサイズまで行くのか楽しみです。以上です。

[レビュー] NVIDIA cuQuantumのTNシミュレータ+マルチ基底符号化VQEで1688量子ビット（現在最高5000量子ビット10000ノード）maxcut

Yuichiro Minato