論文の概要: Solving Linear Systems on Quantum Hardware with Hybrid HHL++
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.15958v6
- Date: Wed, 10 Jul 2024 23:02:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-13 00:16:54.402120
- Title: Solving Linear Systems on Quantum Hardware with Hybrid HHL++
- Title（参考訳）: ハイブリッドHHL++による量子ハードウェア上の線形システムの解法
- Authors: Romina Yalovetzky, Pierre Minssen, Dylan Herman, Marco Pistoia,
- Abstract要約: HHL (Harrow-Hassidim-Lloyd) は、臨界量子線型代数プリミティブである。
線形系行列のスケーリング係数を決定するための新しいアルゴリズムを提案する。
量子システムモデルH系列のトラップイオン量子コンピュータ上で、修正されたハイブリッドHHLを動作させることにより、我々の作業の有効性を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9311784849535176
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The limited capabilities of current quantum hardware significantly constrain the scale of experimental demonstrations of most quantum algorithmic primitives. This makes it challenging to perform benchmarking of the current hardware using useful quantum algorithms, i.e., application-oriented benchmarking. In particular, the Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL) algorithm is a critical quantum linear algebra primitive, but the majority of the components of HHL are far out of the reach of noisy intermediate-scale quantum devices, which has led to the proposal of hybrid classical-quantum variants. The goal of this work is to further bridge the gap between proposed near-term friendly implementations of HHL and the kinds of quantum circuits that can be executed on noisy hardware. Our proposal adds to the existing literature of hybrid quantum algorithms for linear algebra that are more compatible with the current scale of quantum devices. Specifically, we propose two modifications to the Hybrid HHL algorithm proposed by Lee etal. leading to our algorithm Hybrid HHL++: (1) propose a novel algorithm for determining a scaling factor for the linear system matrix that maximizes the utility of the amount of ancillary qubits allocated to the phase estimation component of HHL, and (2) introduce a heuristic for compressing the HHL circuit. We demonstrate the efficacy of our work by running our modified Hybrid HHL on Quantinuum System Model H-series trapped-ion quantum computers to solve different problem instances of small-scale portfolio optimization problems, leading to the largest experimental demonstrations of HHL for an application to date.
- Abstract（参考訳）: 現在の量子ハードウェアの限られた能力は、ほとんどの量子アルゴリズムプリミティブの実験的なデモンストレーションの規模を著しく制限する。
これにより、有用な量子アルゴリズム、すなわちアプリケーション指向のベンチマークを使用して、現在のハードウェアのベンチマークを実行することが困難になる。
特に、HHL(Harrow-Hassidim-Lloyd)アルゴリズムは臨界量子線型代数プリミティブであるが、HHLの成分の大部分はノイズの多い中間量子デバイスの範囲外にあり、これは古典量子変種ハイブリッドの提案につながっている。
この研究の目的は、提案されているHHLの短期的フレンドリな実装と、ノイズの多いハードウェア上で実行できる量子回路とのギャップをさらに埋めることである。
我々の提案は、現在の量子装置のスケールとより互換性のある線形代数に対するハイブリッド量子アルゴリズムの既存の文献を付け加えるものである。
具体的には,Lee etal が提案するHHLアルゴリズムの2つの改良を提案する。
HHL++の位相推定成分に割り当てられるアシラリー量子ビットの量を最大化する線形系行列のスケーリング係数を決定するための新しいアルゴリズムを提案し、また、HHL回路を圧縮するためのヒューリスティックを導入する。
量子システムモデル H-Series の量子コンピュータ上で,修正したハイブリッド HHL を動作させて,小規模ポートフォリオ最適化問題の異なる問題事例を解くことで,これまでで最大のHHL の実証実験を行った。
関連論文リスト
- Integrating Quantum Algorithms Into Classical Frameworks: A Predictor-corrector Approach Using HHL [0.562479170374811]
我々は、Harrow, Hassidim and Lloyd (HHL) によって提案された方程式の線形系に対するよく知られたアルゴリズムを、直接解法ではなく予測子-相関子に適応させることにより適用する。
この戦略は、多くの古典的アルゴリズムでよく見られる計算コストの高いステップのインテリジェントな省略を可能にし、同時に量子状態の抽出に関連する悪名高い読み出し問題を緩和する。
このアプローチの汎用性は、滑らかな粒子流体力学、プラズマシミュレーション、反応性流れ構成など、様々な分野の応用を通して説明される。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-28T15:31:10Z) - Quantum Subroutine for Variance Estimation: Algorithmic Design and Applications [80.04533958880862]
量子コンピューティングは、アルゴリズムを設計する新しい方法の基礎となる。
どの場の量子スピードアップが達成できるかという新たな課題が生じる。
量子サブルーチンの設計は、従来のサブルーチンよりも効率的で、新しい強力な量子アルゴリズムに固い柱を向ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-26T09:32:07Z) - QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum
Circuits [82.50620782471485]
QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。
1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。
提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z) - A Hybrid Classical-Quantum HPC Workload [0.0]
量子デバイスを特徴とするスーパーコンピュータ上でのハイブリッド古典量子ワークロードのオーケストレーション戦略を提案する。
量子デバイスに計算の一部をオフロードするサンプルアプリケーションについて検討する。
現在のテストベッドは、最終的に実際の量子デバイスを含む、より高度なハイブリッドワークロードの基礎として機能する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-08T09:54:51Z) - Quantum Annealing for Single Image Super-Resolution [86.69338893753886]
単一画像超解像(SISR)問題を解くために,量子コンピューティングに基づくアルゴリズムを提案する。
提案したAQCアルゴリズムは、SISRの精度を維持しつつ、古典的なアナログよりも向上したスピードアップを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-18T11:57:15Z) - Adapting the HHL algorithm to quantum many-body theory [0.0]
我々は,光分子系における相関エネルギーの正確な予測を行うために,Harrow-Hassidim-Lloydアルゴリズムを実装した。
量子コンピューティングのさまざまな時代におけるHHLの変種について紹介する。
我々は、相関エネルギーを正確に捉えるために、NISQ型AdaptHHLiteの能力を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-30T15:38:59Z) - Hybrid Quantum Classical Simulations [0.0]
量子コンピューティングの2つの主要なハイブリッド応用、すなわち量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)と変分量子固有解法(VQE)について報告する。
どちらも、古典的な中央処理ユニットと量子処理ユニットの間の漸進的な通信を必要とするため、ハイブリッド量子古典アルゴリズムである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-06T10:49:15Z) - Quantum algorithms for quantum dynamics: A performance study on the
spin-boson model [68.8204255655161]
量子力学シミュレーションのための量子アルゴリズムは、伝統的に時間進化作用素のトロッター近似の実装に基づいている。
変分量子アルゴリズムは欠かせない代替手段となり、現在のハードウェア上での小規模なシミュレーションを可能にしている。
量子ゲートコストが明らかに削減されているにもかかわらず、現在の実装における変分法は量子的優位性をもたらすことはありそうにない。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-09T18:00:05Z) - Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings [62.72309460291971]
マルチバスグラフ複雑性と非線形活性化関数の2つの革新の恩恵を受ける新しい変分量子アルゴリズムを導入する。
その結果,最適化性能が向上し,有効景観が2つ向上し,測定の進歩が減少した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-24T20:16:02Z) - VQE Method: A Short Survey and Recent Developments [5.9640499950316945]
変分量子固有解法(VQE)は、ハミルトニアンの固有値と固有値を見つけるためにハイブリッド量子古典計算法を用いる方法である。
VQEは、様々な小さな分子に対する電子的シュリンガー方程式の解法に成功している。
現代の量子コンピュータは、現在利用可能なアンサツェを用いて生成されたディープ量子回路を実行することができない。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T16:25:36Z) - Electronic structure with direct diagonalization on a D-Wave quantum
annealer [62.997667081978825]
本研究は、D-Wave 2000Q量子アニール上の分子電子ハミルトニアン固有値-固有ベクトル問題を解くために、一般量子アニール固有解法(QAE)アルゴリズムを実装した。
そこで本研究では,D-Waveハードウェアを用いた各種分子系における基底および電子励起状態の取得について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-02T22:46:47Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。