電子情報通信学会 研究会発表申込システム
講演論文 詳細
技報閲覧サービス
技報オンライン
‥‥ (ESS/通ソ/エレソ/ISS)
技報アーカイブ
‥‥ (エレソ/通ソ)
 トップに戻る 前のページに戻る   [Japanese] / [English] 

講演抄録/キーワード
講演名 2019-11-18 13:50
[ポスター講演]GPUを用いた量子ダイナミクスの高速シミュレーション
河瀬良亮藤井啓祐阪大
抄録 (和) 近年、誤り訂正機能のない中規模の量子コンピュータ(NISQ)が台頭してきた。このNISQ上で動作する量子アルゴリズムは、
量子化学計算や材料開発への応用が期待されている。実機が発展途上であるためNISQの研究では、従来コンピュータを
用いたシミュレーションによる性能評価が重要である。従来コンピュータによるシミュレーションでは、計算時間やメモリの必要容量が
量子ビット数に対して指数的に増加するため、並列計算機等を用いた高速化がNISQ研究において重要となる。
%ところでGPUはCPUよりも並列処理能力が高く、データも速く転送できるため、このような数値計算を高速に処理する上で重要である。
本研究ではGPUを用いた量子ダイナミクスの高速シミュレーションを行った。量子回路シミュレータqulacsを拡張して、
トロッター分割された量子回路をシミュレーションした。このとき対角化可能な演算を並列処理することで大幅な高速化に成功した。
この手法を全結合の横磁場イジング模型でシミュレーションしたところ、GPUを用いたモデルはCPUのモデルと比較して100倍以上速くなることが確認できた。
%これを用いることで30量子ビットのシミュレーションも可能であり、1ノードのマシンで
この高速化は一般のハミルトニアンに対しても適用でき、量子アニーリングや量子化学計算など量子アルゴリズムの評価に有用である。 
(英) In recent years, noisy intermediate-scale quantum computer (NISQ) has appeared, and it is expected that quantum algorithms running on NISQ will be applied to quantum chemistry and materials development.
In NISQ research, since the actual quantum computer is still developing, it is important to evaluate the performance by the simulation with classical computer. In the simulations with conventional computers, computation time and memory consumption increase exponentially with the number of qubits, so it is important for NISQ research to execute it faster with parallel computers.
In the simulation with the classical computer, since computation time and the amount of memory are
exponentially increased with the number of qubits, it is important to execute such numerical simulations fast with parallel computer.
In this study, we propose how to accelerate a simulation of quantum dynamics using a GPU.
Extending the quantum circuit simulator 'qulacs', we simulate the quantum circuit obtained by applying the Trotter-Suzuki expansion to the quantum dynamics.
It is successful that the execution time of the simulation is greatly improved by parallelizing operations that can be diagonalized.
When we apply this scheme to a time dependent dynamics of fully-connected transverse Ising model, it is confirmed that the GPU model is 100 times faster than the CPU one.
This method can also be applied to the general Hamiltonian, and is useful for evaluating quantum algorithms such as quantum annealing and quantum chemistry.
キーワード (和) 量子ダイナミクス / 量子シミュレーション / イジング模型 / GPGPU / / / /  
(英) Quantum Dynamics / Quantum Simulation / Ising Model / GPGPU / / / /  
文献情報 信学技報
資料番号  
発行日  
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
PDFダウンロード

研究会情報
研究会 QIT  
開催期間 2019-11-18 - 2019-11-19 
開催地(和) 学習院大学 
開催地(英) Gakushuin University 
テーマ(和) 量子情報, 一般 
テーマ(英) Quantum Information 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 QIT 
会議コード 2019-11-QIT 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) GPUを用いた量子ダイナミクスの高速シミュレーション 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Accelerating Quantum Dynamics Simulation with GPU 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 量子ダイナミクス / Quantum Dynamics  
キーワード(2)(和/英) 量子シミュレーション / Quantum Simulation  
キーワード(3)(和/英) イジング模型 / Ising Model  
キーワード(4)(和/英) GPGPU / GPGPU  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 河瀬 良亮 / Yoshiaki Kawase / カワセ ヨシアキ
第1著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 藤井 啓祐 / Keisuke Fujii / フジイ ケイスケ
第2著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第3著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第4著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第5著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第6著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第7著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第8著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第8著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第9著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第9著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第10著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第10著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第11著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第11著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第12著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第12著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第13著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第13著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第14著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第14著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第15著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第15著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第16著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第16著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第17著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第17著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第18著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第18著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第19著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第19著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
第20著者 氏名(和/英/ヨミ) / /
第20著者 所属(和/英) (略称: )
(略称: )
講演者
発表日時 2019-11-18 13:50:00 
発表時間 120 
申込先研究会 QIT 
資料番号  
巻番号(vol)  
号番号(no)  
ページ範囲  
ページ数  
発行日  


[研究会発表申込システムのトップページに戻る]

[電子情報通信学会ホームページ]


IEICE / 電子情報通信学会