시카모어 양자 회로의 샘플링 문제 해결

우리는 구글의 시카모어 양자 회로의 출력 분포에서 목표 충실도로 독립 샘플을 생성하는 문제를 연구합니다. 이는 고전 슈퍼컴퓨터의 범위를 넘어선 것으로 여겨지며, 양자 우월성을 입증하는 데 사용되었습니다. 우리는 해당 텐서 네트워크를 단 한 번 수축하여 이 문제를 고전적으로 해결하는 방법을 제안하며, 목표 충실도로 많은 수의 비상관 샘플을 생성하는 데 있어 기존 방법보다 훨씬 더 효율적입니다. 53 큐비트와 20 사이클로 구성된 시카모어 양자 우월성 회로에 대해 우리는 분포 Pover ^ (s) =|ψover ^ (s) |^2에서 샘플링된 1×10^6개의 비상관 비트 문자열 s를 생성했습니다. 여기서 근사 상태 ψover ^의 충실도는 F≈0.0037입니다. 전체 계산은 512개의 GPU가 장착된 컴퓨팅 클러스터에서 약 15시간이 소요되었습니다. 얻어진 1×10^6 샘플, 수축 코드 및 수축 순서는 공개됩니다. 만약 우리의 알고리즘이 ExaFLOPS 성능을 가진 현대 슈퍼컴퓨터에서 높은 효율로 구현될 수 있다면, 우리는 이상적으로 시뮬레이션이 수십 초 내에 완료될 것이며, 이는 구글의 양자 하드웨어보다 빠르다고 추정합니다.