論文の概要: Continuous-variable quantum approximate optimization on a programmable photonic quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.07214v2
• Date: Thu, 5 Oct 2023 04:36:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-06 23:23:20.021665
• Title: Continuous-variable quantum approximate optimization on a programmable photonic quantum processor
• Title（参考訳）: プログラマブルフォトニック量子プロセッサにおける連続可変量子近似最適化
• Authors: Yutaro Enomoto, Keitaro Anai, Kenta Udagawa, Shuntaro Takeda
• Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、ノイズの多い量子デバイスにおける実用的な問題に対する量子優位性を達成するための有望なアプローチを提供する。 我々は,プログラマブルフォトニック量子コンピュータと古典コンピュータの協調計算システムを開発する。 我々の研究は、より一般的な関数の最小化にまで拡張することができ、実用的な問題における量子的優位性を達成するための代替手段を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9558392439655016
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Variational quantum algorithms (VQAs) provide a promising approach to achieving quantum advantage for practical problems on near-term noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. Thus far, most studies on VQAs have focused on qubit-based systems, but the power of VQAs can be potentially boosted by exploiting infinite-dimensional continuous-variable (CV) systems. Here, we implement the CV version of one VQA, a quantum approximate optimization algorithm by developing an automated collaborative computing system between a programmable photonic quantum computer and a classical computer. We experimentally demonstrate that this algorithm solves the minimization problem of simple continuous functions by implementing the quantum version of gradient descent to localize an initially broadly-distributed wavefunction to the minimum. This method allows the execution of a practical CV quantum algorithm on a physical platform. Our work can be extended to the minimization of more general functions, providing an alternative to achieve the quantum advantage in practical problems.
• Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、近時雑音型中間規模量子(NISQ)デバイスにおける実用的な問題に対する量子優位性を達成するための有望なアプローチを提供する。 これまでのところ、VQAsの研究は量子ビットベースのシステムに重点を置いているが、VQAsのパワーは無限次元連続変数(CV)システムを利用することによって増強される可能性がある。 本稿では,プログラマブルフォトニック量子コンピュータと古典コンピュータの協調計算システムを開発することにより,量子近似最適化アルゴリズムであるVQAのCV版を実装した。 このアルゴリズムは, 勾配降下の量子バージョンを実装し, 初期広く分布する波動関数を最小にローカライズすることにより, 単純連続関数の最小化問題を実験的に解くことを実証する。 この方法では、実用的なcv量子アルゴリズムを物理プラットフォーム上で実行することができる。 我々の研究は、より一般的な関数の最小化にまで拡張することができ、実用的な問題における量子的優位性を達成する代替手段を提供する。

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