論文の概要: Understanding domain-wall encoding theoretically and experimentally
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.12004v4
- Date: Wed, 14 Sep 2022 10:07:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-17 02:57:32.960596
- Title: Understanding domain-wall encoding theoretically and experimentally
- Title（参考訳）: ドメインウォールエンコーディングの理論的および実験的理解
- Authors: Jesse Berwald, Nicholas Chancellor, Raouf Dridi
- Abstract要約: 一次元のイジング鎖上のドメイン壁に基づく2値変数への高次離散変数のペアワイズ相互作用を符号化する方法を解析する。
量子コンピューティングにおける実用的関心の問題に対して、離散変数当たりのバイナリ変数数の観点からより効率的な一般符号化を行うことは不可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2891210250935146
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We analyze the method of encoding pairwise interactions of higher-than-binary
discrete variables (these models are sometimes referred to as discrete
quadratic models) into binary variables based on domain walls on one
dimensional Ising chains. We discuss how this is relevant to quantum annealing,
but also many gate model algorithms such as VQE and QAOA. We theoretically show
that for problems of practical interest for quantum computing and assuming only
quadratic interactions are available between the binary variables, it is not
possible to have a more efficient general encoding in terms of number of binary
variables per discrete variable. We furthermore use a D-Wave Advantage 1.1 flux
qubit quantum annealing computer to show that the dynamics effectively freeze
later for a domain-wall encoding compared to a traditional one-hot encoding.
This second result could help explain the dramatic performance improvement of
domain wall over one hot which has been seen in a recent experiment on D-Wave
hardware. This is an important result because usually problem encoding and the
underlying physics are considered separately, our work suggests that
considering them together may be a more useful paradigm. We argue that this
experimental result is also likely to carry over to a number of other settings,
we discuss how this has implications for gate-model and quantum-inspired
algorithms.
- Abstract（参考訳）: 1次元イジング鎖上のドメイン壁に基づく2値変数への高次離散変数(これらのモデルはしばしば離散二次モデルと呼ばれる)のペアワイズ相互作用を符号化する方法を解析する。
量子アニールとどのように関係するかを論じるとともに、VQEやQAOAといった多くのゲートモデルアルゴリズムについても論じる。
理論的には、量子コンピューティングにおいて実用的関心のある問題や、二項変数間での二次相互作用のみを仮定すると、離散変数当たりの二項変数数でより効率的な一般エンコーディングは不可能である。
さらに、d-wave advantage 1.1 flux qubit quantum annealing computerを用いて、従来の1-hotエンコーディングと比較して、ドメイン壁エンコーディングでは、ダイナミックスが効果的に凍結することを示す。
この2つ目の結果は、D-Waveハードウェアに関する最近の実験で見られた1つのホットに対するドメインウォールの劇的なパフォーマンス改善を説明するのに役立ちます。
これは、通常、問題エンコーディングと基礎となる物理学は別々に考慮されるので、これらの一緒に考えることはより有用なパラダイムであることを示唆しているため、重要な結果である。
この実験結果は、他の多くの設定に継続する可能性があり、ゲートモデルや量子インスパイアされたアルゴリズムにどのように影響するかについて議論する。
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