TensorCircuit: NISQ युग के लिए एक क्वांटम सॉफ्टवेयर फ्रेमवर्क

TensorCircuit: NISQ युग के लिए एक क्वांटम सॉफ्टवेयर फ्रेमवर्क

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शि-शिन झांग1, जोनाथन ऑलकॉक2, झोउ-क्वान वान1,3, शुओ लियू1,3, जियास सन4, हाओ यू5, ज़िंग-हान यांग1,6, जीझोंग किउ1, झाओफ़ेंग ये1, यू-किन चेन1, ची-कोंग ली7, यी-कांग झेंग1, शाओ-काई जियान8, हांग याओ3, चांग-यू हसीह1, और शेंगयु झांग1

1टेनसेंट क्वांटम प्रयोगशाला, टेनसेंट, शेन्ज़ेन, गुआंग्डोंग 518057, चीन
2टेनसेंट क्वांटम प्रयोगशाला, टेनसेंट, हांगकांग, चीन
3उन्नत अध्ययन संस्थान, सिंघुआ विश्वविद्यालय, बीजिंग 100084, चीन
4रसायन विज्ञान और रसायन इंजीनियरिंग प्रभाग, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, पासाडेना, सीए 91125, यूएसए
5इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग विभाग, मैकगिल विश्वविद्यालय, क्यूबेक H3A 0E9, कनाडा
6शेन्ज़ेन मिडिल स्कूल, शेन्ज़ेन, गुआंग्डोंग 518025, चीन
7टेनसेंट अमेरिका, पालो ऑल्टो, कैलिफोर्निया 94306, यूएसए
8भौतिकी विभाग, ब्रैंडिस यूनिवर्सिटी, वाल्थम, मैसाचुसेट्स 02453, यूएसए

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सार

TensorCircuit एक खुला स्रोत क्वांटम सर्किट सिम्युलेटर है जो टेंसर नेटवर्क संकुचन पर आधारित है, जिसे गति, लचीलेपन और कोड दक्षता के लिए डिज़ाइन किया गया है। पूरी तरह से पायथन में लिखा गया, और उद्योग-मानक मशीन लर्निंग फ्रेमवर्क के शीर्ष पर निर्मित, टेन्सोरसर्किट स्वचालित भेदभाव, समय-समय पर संकलन, वेक्टरकृत समानता और हार्डवेयर त्वरण का समर्थन करता है। ये सुविधाएँ TensorCircuit को मौजूदा सिमुलेटरों की तुलना में बड़े और अधिक जटिल क्वांटम सर्किट का अनुकरण करने की अनुमति देती हैं, और विशेष रूप से पैरामीटरयुक्त क्वांटम सर्किट के आधार पर परिवर्तनीय एल्गोरिदम के लिए उपयुक्त हैं। TensorCircuit अन्य सामान्य क्वांटम सॉफ़्टवेयर की तुलना में विभिन्न क्वांटम सिमुलेशन कार्यों के लिए परिमाण गति के आदेशों को सक्षम बनाता है, और मध्यम सर्किट गहराई और कम-आयामी कनेक्टिविटी के साथ 600 क्यूबिट तक अनुकरण कर सकता है। अपनी समय और स्थान दक्षता, लचीली और एक्स्टेंसिबल वास्तुकला और कॉम्पैक्ट, उपयोगकर्ता के अनुकूल एपीआई के साथ, टेन्सोरसर्किट को शोर इंटरमीडिएट-स्केल क्वांटम (एनआईएसक्यू) युग में क्वांटम एल्गोरिदम के डिजाइन, सिमुलेशन और विश्लेषण की सुविधा के लिए बनाया गया है।

इस पेपर में, हम TensorCircuit पेश करते हैं: NISQ युग के लिए एक क्वांटम सॉफ्टवेयर फ्रेमवर्क।

TensorCircuit पायथन में एक खुला स्रोत क्वांटम सिमुलेशन फ्रेमवर्क है जिसे गति, लचीलेपन और सुंदरता के लिए डिज़ाइन किया गया है। सिमुलेशन एक उन्नत टेंसर नेटवर्क इंजन द्वारा संचालित है और इसे बैकएंड अज्ञेयवादी तरीके से लोकप्रिय टेंसरफ्लो, जेएक्स और पायटोरच मशीन लर्निंग फ्रेमवर्क के साथ कार्यान्वित किया जाता है। TensorCircuit आधुनिक मशीन लर्निंग इंजीनियरिंग प्रतिमानों के साथ संगत है - स्वचालित भेदभाव, समय-समय पर संकलन, वेक्टरकृत समानता और जीपीयू त्वरण - जो इसे पैरामीटरयुक्त क्वांटम सर्किट के आधार पर परिवर्तनीय एल्गोरिदम अनुकरण करने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है।

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