Quartzは世界初の密度行列繰り込み群法による量子アニーリングシミュレータです。量子アニーリングマシンの研究開発を促進することを目的に開発され、量子アニーリングの研究に有効な様々な機能が実装されています。
量子アニーリングシミュレータQUARTZは密度行列繰り込み群法と呼ばれる物性物理分野において量子多体系を取り扱うために開発された手法を用いています。この量子多体系ですが、量子コンピュータもその中身は量子多体系です。この量子多体系の最もエネルギーの低い基底状態を計算する手法が、通常の密度行列繰り込み群法となります。量子アニーリングでは、最適化問題を適切にマッピングしたイジング模型と呼ばれる系の基底状態を計算することで、最適化問題の解を得ます。なので、最適化問題を解くだけの計算を通常のコンピュータを使って行うだけでしたらこの密度行列繰り込み群法だけで十分となります。しかし、この量子アニーリングシミュレータの利用目的は量子アニーリングを基礎とするハードウェア開発を加速することです。そこで、この量子アニーリングシミュレータにはそのような量子アニーリングの安定性に重要な基底状態と励起状態間のエネルギーギャップの計算、また現在の量子アニーリングマシンには搭載されていない機能を含めた実時間シミュレーションのため、通常の密度行列繰り込み群法を拡張した動的密度行列繰り込み群法による計算や、実時間密度行列繰り込み群法によるシミュレーション機能が実装されています。
QUARTZ (Ver. 1.0) は近々公開予定です。
QUARTZは、2018年度・2019年度未踏ターゲット事業(量子アニーリング部門)「時間依存密度行列繰り込み群法による量子アニーリングシミュレータの開発」により開発されました。
未踏ターゲット事業成果報告資料
E-mail: quartz.dmrg_at_gmail.com
Massivery parallel Dynamical DMRG software: DDMRG
Massivery parallel two-dimensional DMRG software: 2D-DMRG
Ab initio DMRG software: paraDMRG