論文の概要: Locally Suppressed Transverse-Field Protocol for Diabatic Quantum
Annealing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.11163v3
- Date: Fri, 22 Oct 2021 16:45:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-29 23:22:13.264000
- Title: Locally Suppressed Transverse-Field Protocol for Diabatic Quantum
Annealing
- Title（参考訳）: 断熱量子アニーリングのための局所抑制横磁場プロトコル
- Authors: Louis Fry-Bouriaux, Daniel O'Connor, Natasha Feinstein, Paul A.
Warburton
- Abstract要約: 本稿では,DQAと互換性のある確率最適化問題を実現する手法であるLSTFプロトコルを提案する。
非均一な局所場による磁気フラストレーションを内在的に抱える最適化問題を考えると、目標量子ビットを常に操作して2つの最小値を生成することができることを示す。
このような二重エネルギー最小値を利用して、ダイアバティック遷移を第1励起状態に誘導し、基底状態に戻る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5735035463793007
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Diabatic quantum annealing (DQA) is an alternative algorithm to adiabatic
quantum annealing (AQA) that can be used to circumvent the exponential slowdown
caused by small minima in the annealing energy spectrum. We present the locally
suppressed transverse-field (LSTF) protocol, a heuristic method for making
stoquastic optimization problems compatible with DQA. We show that, provided an
optimization problem intrinsically has magnetic frustration due to
inhomogeneous local fields, a target qubit in the problem can always be
manipulated to create a double minimum in the energy gap between the ground and
first excited states during the evolution of the algorithm. Such a double
energy minimum can be exploited to induce diabatic transitions to the first
excited state and back to the ground state. In addition to its relevance to
classical and quantum algorithmic speed-ups, the LSTF protocol enables DQA
proof-of-principle and physics experiments to be performed on existing
hardware, provided independent controls exist for the transverse qubit
magnetization fields. We discuss the implications on the coherence requirements
of the quantum annealing hardware when using the LSTF protocol, considering
specifically the cases of relaxation and dephasing. We show that the relaxation
rate of a large system can be made to depend only on the target qubit
presenting new opportunities for the characterization of the decohering
environment in a quantum annealing processor.
- Abstract（参考訳）: ダイアバティック量子アニーリング (DQA) は、アニーリングエネルギースペクトルにおける小さなミニマによって引き起こされる指数的な減速を回避するために用いられるアニーリング(英語版) (AQA) に代わるアルゴリズムである。
本稿では,DQAと互換性のある確率最適化問題を実現するためのヒューリスティック手法であるLSTFプロトコルを提案する。
不均一な局所場による磁気フラストレーションを内在的に抱える最適化問題を考えると、アルゴリズムの進化において、その問題の目標量子ビットを常に操作して、地上と第1励起状態の間のエネルギーギャップを2倍に抑えることができる。
このような二重エネルギーの最小値は、第一励起状態から基底状態への断熱遷移を誘導するために利用することができる。
LSTFプロトコルは、古典的および量子的アルゴリズムのスピードアップとの関連性に加えて、逆量子ビット磁化フィールドに独立した制御が存在する場合、既存のハードウェア上でDQA証明および物理実験を可能にする。
lstfプロトコルを使用する際の量子アニーリングハードウェアのコヒーレンス要件(coherence requirements)について,リラクゼーションとデファスメントのケースを特に考慮して検討する。
本研究では,大規模システムの緩和速度を,量子アニールプロセッサにおけるデコヒーリング環境のキャラクタリゼーションのための新たな機会を示すターゲット量子ビットのみに依存することを示す。
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