論文の概要: Adiabatic quantum computing with parameterized quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.04373v3
- Date: Mon, 15 Apr 2024 14:36:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-18 03:19:56.133893
- Title: Adiabatic quantum computing with parameterized quantum circuits
- Title（参考訳）: パラメータ化量子回路を用いた断熱量子コンピューティング
- Authors: Ioannis Kolotouros, Ioannis Petrongonas, Miloš Prokop, Petros Wallden,
- Abstract要約: 本稿では,近距離デバイスに実装可能なアディベート量子コンピューティングの離散バージョンを提案する。
提案アルゴリズムと変分量子固有解器を2つの古典最適化問題で比較する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Adiabatic quantum computing is a universal model for quantum computing whose implementation using a gate-based quantum computer requires depths that are unreachable in the early fault-tolerant era. To mitigate the limitations of near-term devices, a number of hybrid approaches have been pursued in which a parameterized quantum circuit prepares and measures quantum states and a classical optimization algorithm minimizes an objective function that encompasses the solution to the problem of interest. In this work, we propose a different approach starting by analyzing how a small perturbation of a Hamiltonian affects the parameters that minimize the energy within a family of parameterized quantum states. We derive a set of equations that allow us to compute the new minimum by solving a constrained linear system of equations that is obtained from measuring a series of observables on the unperturbed system. We then propose a discrete version of adiabatic quantum computing that can be implemented in a near-term device while at the same time is insensitive to the initialization of the parameters and to other limitations hindered in the optimization part of variational quantum algorithms. We compare our proposed algorithm with the Variational Quantum Eigensolver on two classical optimization problems, namely MaxCut and Number Partitioning, and on a quantum-spin configuration problem, the Transverse-Field Ising Chain model, and confirm that our approach demonstrates superior performance.
- Abstract（参考訳）: アディアバティック量子コンピューティング(Adiabatic quantum computing)は、ゲートベースの量子コンピュータを用いた量子コンピューティングの普遍的なモデルであり、初期のフォールトトレラント時代には到達不可能な深さを必要とする。
短期機器の限界を軽減するために、パラメータ化量子回路が量子状態を準備して測定する多くのハイブリッドアプローチが追求され、古典最適化アルゴリズムは関心問題の解を包含する目的関数を最小化する。
本研究では、ハミルトンの小さな摂動が、パラメータ化された量子状態の族内のエネルギーを最小化するパラメータにどのように影響するかを分析することから、異なるアプローチを提案する。
我々は、摂動系上の一連の観測可能量を測定することで得られる、制約付き線形方程式系を解くことで、新しい最小値を計算することができる方程式の集合を導出する。
そこで我々は,パラメータの初期化や変分量子アルゴリズムの最適化部で妨げられる他の制限に敏感であると同時に,短期的なデバイスで実装可能な,断熱量子コンピューティングの離散バージョンを提案する。
我々は,提案アルゴリズムと変分量子固有解法を比較し,量子スピン構成問題であるTransverse-Field Ising Chainモデルを用いて,従来の最適化問題であるMaxCutとNumber Partitioningの2つを比較し,提案手法が優れた性能を示すことを確認した。
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