量子物理
[提交于 2025年7月3日
(v1)
,最后修订 2025年8月21日 (此版本, v2)]
标题: STABSim:具有超越直接模拟功能的并行化 Clifford 模拟器
标题: STABSim: A Parallelized Clifford Simulator with Features Beyond Direct Simulation
摘要: 量子稳定子形式在首次实现有用的量子纠错码后,迅速成为理解纠错的基础。 稳定子提供了一种描述量子状态集合的方法,这些状态在量子纠错(QEC)方案中是有效的码字。 现有的稳定子模拟器是单线程应用程序,用于采样比其他方法更大的代码。 然而,当量子计算超过数百个量子比特时,当前QEC模拟器在扩展性和准确性方面存在显著差距,并且在其他量子领域中对高效稳定子模拟能力的利用不足。 在本工作中,我们提出了第一个GPU加速的表盘稳定子模拟器,在QEC工作负载中比CPU方法扩展性更好,通过简化Clifford门,并利用专用GPU的大量并行性以及CUDA warp级原语,快速克服代价高昂的测量门。 然后,我们实现了一个新的错误模型,能够更快且精确地捕捉T1/T2错误通道中的非单位性,对于大多数物理量子比特具有精确的准确性,展示了化学用例,并通过我们的模拟器提出了一种新的Clifford+T到基于保罗的计算(PBC)的转换优化。
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