論文の概要: Prospects for Quantum Enhancement with Diabatic Quantum Annealing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.09913v1
- Date: Sat, 22 Aug 2020 21:25:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-05 05:59:34.185761
- Title: Prospects for Quantum Enhancement with Diabatic Quantum Annealing
- Title（参考訳）: 断熱量子アニーリングによる量子強化の展望
- Authors: E.J. Crosson and D.A. Lidar
- Abstract要約: 量子アニール(QA)の一般的な枠組みにおけるアルゴリズムの展望を評価し,量子スピードアップを実現する。
我々は、コヒーレンス時間と制御能力の改善が、いくつかの量子最適化アルゴリズムの短期的な探索を可能にすることに基づいて、QAフレームワークへの継続的な探索と関心を論じる。
これらの全てのプロトコルは、時間依存の有効横場イジング・ハミルトンにより生成される新しい平衡量子力学の全ての範囲を受け入れることによって、最先端の方法で探索することができると論じる。
- 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: We assess the prospects for algorithms within the general framework of
quantum annealing (QA) to achieve a quantum speedup relative to classical state
of the art methods in combinatorial optimization and related sampling tasks. We
argue for continued exploration and interest in the QA framework on the basis
that improved coherence times and control capabilities will enable the
near-term exploration of several heuristic quantum optimization algorithms that
have been introduced in the literature. These continuous-time Hamiltonian
computation algorithms rely on control protocols that are more advanced than
those in traditional ground-state QA, while still being considerably simpler
than those used in gate-model implementations. The inclusion of coherent
diabatic transitions to excited states results in a generalization called
diabatic quantum annealing (DQA), which we argue for as the most promising
route to quantum enhancement within this framework. Other promising variants of
traditional QA include reverse annealing and continuous-time quantum walks, as
well as analog analogues of parameterized quantum circuit ansatzes for machine
learning. Most of these algorithms have no known (or likely to be discovered)
efficient classical simulations, and in many cases have promising (but limited)
early signs for the possibility of quantum speedups, making them worthy of
further investigation with quantum hardware in the intermediate-scale regime.
We argue that all of these protocols can be explored in a state-of-the-art
manner by embracing the full range of novel out-of-equilibrium quantum dynamics
generated by time-dependent effective transverse-field Ising Hamiltonians that
can be natively implemented by, e.g., inductively-coupled flux qubits, both
existing and projected at application scale.
- Abstract（参考訳）: 量子アニーリング(qa)の一般的な枠組みにおけるアルゴリズムの展望を評価し、組合せ最適化と関連するサンプリングタスクにおける古典的手法に対する量子速度向上を達成する。
我々は、コヒーレンス時間と制御能力の改善により、文献に導入されているいくつかのヒューリスティック量子最適化アルゴリズムの短期的な探索を可能にすることに基づいて、QAフレームワークへの継続的な探索と関心を論じる。
これらの連続時間ハミルトニアン計算アルゴリズムは、従来の基底状態のQAよりも高度な制御プロトコルに依存しているが、ゲートモデルの実装よりもかなり単純である。
励起状態へのコヒーレントな断熱遷移の包含は、断熱量子アニーリング(diabatic quantum annealing, dqa)と呼ばれる一般化をもたらす。
他の有望な従来のQAには、逆アニールや連続時間量子ウォーク、機械学習のためのパラメータ化量子回路のアナログアナログなどがある。
これらのアルゴリズムの多くは、効率的な古典的シミュレーションを知らない(あるいは発見される可能性が高い)が、多くの場合、量子スピードアップの可能性を期待する(しかし限定的な)早期の兆候があり、中間スケールの量子ハードウェアによるさらなる研究に値する。
これらすべてのプロトコルは、時間依存の有効横フィールドイジング・ハミルトニアンは、例えば、帰納的に結合されたフラックス量子ビットによってネイティブに実装され、既存のおよびアプリケーションスケールで射影されるような、新しい非平衡量子力学の完全な範囲を受け入れることによって、最先端の方法で探索することができると論じる。
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