論文の概要: Quantum Speedup for Higher-Order Unconstrained Binary Optimization and
MIMO Maximum Likelihood Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.15478v1
- Date: Tue, 31 May 2022 00:14:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 04:07:50.992346
- Title: Quantum Speedup for Higher-Order Unconstrained Binary Optimization and
MIMO Maximum Likelihood Detection
- Title（参考訳）: 高次非拘束二元最適化とmimo最大度検出のための量子スピードアップ
- Authors: Masaya Norimoto, Ryuhei Mori, and Naoki Ishikawa
- Abstract要約: 実数値の高次非制約二項最適化問題をサポートする量子アルゴリズムを提案する。
提案アルゴリズムは,古典的領域におけるクエリの複雑さを低減し,量子領域における2次高速化を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5272389610447856
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we propose a quantum algorithm that supports a real-valued
higher-order unconstrained binary optimization (HUBO) problem. This algorithm
is based on the Grover adaptive search that originally supported HUBO with
integer coefficients. Next, as an application example, we formulate
multiple-input multiple-output maximum likelihood detection as a HUBO problem
with real-valued coefficients, where we use the Gray-coded bit-to-symbol
mapping specified in the 5G standard. The proposed approach allows us to
construct a specific quantum circuit for the detection problem and to analyze
specific numbers of required qubits and quantum gates, whereas other
conventional studies have assumed that such a circuit is feasible as a quantum
oracle. To further accelerate the convergence, we also derive a probability
distribution of the objective function value and determine a unique threshold
to sample better states for the quantum algorithm. Assuming a future
fault-tolerant quantum computer, we demonstrate that the proposed algorithm is
capable of reducing the query complexity in the classical domain and providing
a quadratic speedup in the quantum domain.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,実数値高次非制約バイナリ最適化(HUBO)問題をサポートする量子アルゴリズムを提案する。
このアルゴリズムは、もともと整数係数を持つhuboをサポートしたgrover適応探索に基づいている。
次に,実数値係数を用いたフーボ問題として,多入力多重出力最大度検出を定式化し,グレー符号のビット対シンボリックマッピングを5g規格で定義する。
提案手法では、検出問題に対して特定の量子回路を構築し、必要な量子ビットと量子ゲートの特定の数を分析することができるが、他の従来の研究では、そのような回路は量子神託として実現可能であると仮定している。
収束をさらに加速するために、目的関数値の確率分布を導出し、量子アルゴリズムのより良い状態をサンプリングするための独自のしきい値を決定する。
将来のフォールトトレラント量子コンピュータを仮定すると、提案アルゴリズムは古典的領域におけるクエリの複雑さを低減し、量子領域における二次的なスピードアップを提供することができる。
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