論文の概要: Search range in experimental quantum annealing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.11054v2
• Date: Thu, 15 Jul 2021 15:56:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-05 00:02:36.375860
• Title: Search range in experimental quantum annealing
• Title（参考訳）: 実験量子アニールにおける探索範囲
• Authors: Nicholas Chancellor and Viv Kendon
• Abstract要約: 我々は、真の大域最小解に近い局所エネルギー最小値を持ち、さらに偽の最小値から遠ざかるイジン・ハミルトニアンを構成する。 解空間は局所的に探索可能であり、たとえ偽の最小値が存在する場合でも、その近傍の解を優先的に見つけることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.52292571922932
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We construct an Ising Hamiltonian with an engineered energy landscape such that it has a local energy minimum which is near to the true global minimum solution, and further away from a false minimum. Using a technique established in previous experiments, we design our experiment such that (at least on timescales relevant to our study) the false minimum is reached preferentially in forward annealing due to high levels of quantum fluctuations. This allows us to demonstrate the key principle of reverse annealing, that the solution space can be searched locally, preferentially finding nearby solutions, even in the presence of a false minimum. The techniques used here are, to the best of our knowledge, distinct from previously used experimental techniques, and allow us to probe the fundamental search range of the device in a way which has not been previously explored. We perform these experiments on two flux qubit quantum annealers, one with higher noise levels than the other. We find evidence that the lower noise device is more likely to find the more distant energy minimum (the false minimum in this case), suggesting that reducing noise fundamentally increases the range over which flux qubit quantum annealers are able to search. Our work explains why reducing the noise leads to improved performance on these quantum annealers. This supports the idea that these devices may be able to search over broad regions of the solution space quickly, one of the core reasons why quantum annealers are viewed as a potential avenue for a quantum computational advantage.
• Abstract（参考訳）: 我々は、真の大域最小解に近い局所的なエネルギー最小値を持ち、さらに偽の最小値から遠ざかるように、エンジニアリングされたエネルギーランドスケープを持つイジン・ハミルトニアンを構築する。 先行実験で確立した手法を用いて, 量子揺らぎの高レベルによる前方焼鈍において(少なくとも研究に関連する時間尺度において)偽の最小値が優先的に到達するように設計する。 これにより、偽極小が存在する場合でも、解空間を局所的に探索し、近傍の解を優先的に発見できる逆アニーリングの鍵原理を証明できる。 ここで用いられる技術は、我々の知る限り、これまで使用されていた実験技術と異なり、これまで検討されていない方法でデバイスの基本探索範囲を探索することができる。 これらの実験を2つの磁束量子アニーラで行い、一方は他方よりも高いノイズレベルを持つ。 より低いノイズ装置は、より遠方のエネルギー最小値(この場合の偽の最小値)を見出す可能性が高く、ノイズの低減は、フラックス量子ビットの量子アニールが探索できる範囲を根本的に増やすことを示唆する。 我々の研究は、ノイズの低減がこれらの量子アニールの性能を向上させる理由を説明する。 このことは、これらのデバイスが解空間の広い領域を素早く探索できるという考えを支持しており、量子アニールが量子計算の優位性のための潜在的手段と見なされる主な理由の1つである。

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