jcmgray/quimb

何を解決するか

quimb は量子情報の多体計算を目的として設計されています。複雑な量子シミュレーションを簡素化し、特にテンソルネットワークと正確な行列ベースの量子計算のツールを提供することで、計算コストが高く、手動で管理するのが難しい場合に効果的に対処します。

動作方法

このライブラリは主に2つの機能領域に分かれています：

1. テンソルネットワーク（quimb.tensor）： このモジュールでは、任意の幾何構造（ハイパーグラフを含む）を持つテンソルネットワークの作成と操作が可能になります。ネットワークの縮約、最適化、可視化を自動化し、autoray を通じて JAX や PyTorch などの複数のバックエンド配列ライブラリをサポートします。
2. 正確な計算（コア quimb）： このモジュールは、状態や演算子を NumPy や SciPy のスパース行列として表現する参照計算を処理します。Numba や SLEPc によって加速される場合が多い、基底状態や励起状態の探索、時間発展演算のためのツールを提供します。

対象ユーザー

テンソルネットワークアルゴリズム（DMRG、TEBD、MERA、PEPS など）または正確対角化法を使用して量子系をシミュレートする必要がある、量子情報科学および多体物理学の研究者や開発者を対象としています。

特徴

• 柔軟な幾何構造： 標準的な1次元および2次元格子を超えるテンソルネットワークをサポート。
• バックエンド非依存： JAX や PyTorch と統合され、ハードウェア加速を可能に。
• アルゴリズムサポート： DMRG や TEBD などの特定の量子回路アルゴリズムやテンソルネットワーク手法を実装。
• パフォーマンスツール： Numba を用いた加速と、SLEPc を用いた高度な行列演算を活用。