論文の概要: Optimal Protocols in Quantum Annealing and QAOA Problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.08952v2
- Date: Mon, 16 Nov 2020 16:03:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-28 17:40:05.518692
- Title: Optimal Protocols in Quantum Annealing and QAOA Problems
- Title(参考訳): 量子アニーリングにおける最適プロトコルとQAOA問題
- Authors: Lucas T. Brady, Christopher L. Baldwin, Aniruddha Bapat, Yaroslav
Kharkov, Alexey V. Gorshkov
- Abstract要約: 最適制御理論の枠組みを解析的に適用し、ある一定時間に与えられたとき、最適手順がQAOAの始点と終点のパルス(または「バンバン」)構造を持つことを示す。
これは、バンバン(QAOA)プロトコルが理想的なことを示唆する以前の作品とは対照的である。
この理論的な研究を支援するために、我々は様々な横フィールドIsingモデルのシミュレーションを行い、バン・アンニール・バンプロトコルがより一般的であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum Annealing (QA) and the Quantum Approximate Optimization Algorithm
(QAOA) are two special cases of the following control problem: apply a
combination of two Hamiltonians to minimize the energy of a quantum state.
Which is more effective has remained unclear. Here we analytically apply the
framework of optimal control theory to show that generically, given a fixed
amount of time, the optimal procedure has the pulsed (or "bang-bang") structure
of QAOA at the beginning and end but can have a smooth annealing structure in
between. This is in contrast to previous works which have suggested that
bang-bang (i.e., QAOA) protocols are ideal. To support this theoretical work,
we carry out simulations of various transverse field Ising models,
demonstrating that bang-anneal-bang protocols are more common. The general
features identified here provide guideposts for the nascent experimental
implementations of quantum optimization algorithms.
- Abstract(参考訳): 量子アニーリング (qa) と量子近似最適化アルゴリズム (qaoa) は、以下の制御問題の2つの特別な場合である: 2つのハミルトニアンの組み合わせを適用して量子状態のエネルギーを最小化する。
より効果的であるかどうかは不明だ。
ここでは、最適制御理論の枠組みを解析的に適用し、一定時間に与えられたとき、最適手順がQAOAのパルス(または「バンバン」)構造を始点と終端に持つが、その間に滑らかなアニール構造を持つことを示す。
これは、バンバン(QAOA)プロトコルが理想的なことを示唆する以前の作品とは対照的である。
この理論的な研究を支援するために,様々な横フィールドIsingモデルのシミュレーションを行い,バン・アンニール・バンプロトコルがより一般的であることを示す。
ここで識別される一般的な特徴は、量子最適化アルゴリズムの実験的な実装のためのガイドポストを提供する。
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