論文の概要: Noise Dynamics of Quantum Annealers: Estimating the Effective Noise
Using Idle Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.05648v1
- Date: Mon, 12 Sep 2022 23:06:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 21:53:53.319599
- Title: Noise Dynamics of Quantum Annealers: Estimating the Effective Noise
Using Idle Qubits
- Title（参考訳）: 量子アニールの騒音ダイナミクス:アイドルビットを用いた有効騒音の推定
- Authors: Elijah Pelofske, Georg Hahn, Hristo N. Djidjev
- Abstract要約: 我々は、D-Waveデバイスに解の質の長期的傾向があり、使用されていない量子ビットは、量子システムの現在のノイズレベルを測定するのに使用できることを示した。
そこで本研究では,チップの未使用部分にQUBOを組み込んで解決する手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum annealing is a type of analog computation that aims to use quantum
mechanical fluctuations in search of optimal solutions of QUBO (quadratic
unconstrained binary optimization) or, equivalently, Ising problems. Since
NP-hard problems can in general be mapped to Ising and QUBO formulations, the
quantum annealing paradigm has the potential to help solve various NP-hard
problems. Current quantum annealers, such as those manufactured by D-Wave
Systems, Inc., have various practical limitations including the size (number of
qubits) of the problem that can be solved, the qubit connectivity, and error
due to the environment or system calibration, which can reduce the quality of
the solutions. Typically, for an arbitrary problem instance, the corresponding
QUBO (or Ising) structure will not natively embed onto the available qubit
architecture on the quantum chip. Thus, in these cases, a minor embedding of
the problem structure onto the device is necessary. However, minor embeddings
on these devices do not always make use of the full sparse chip hardware graph,
and a large portion of the available qubits stay unused during quantum
annealing. In this work, we embed a disjoint random QUBO on the unused parts of
the chip alongside the QUBO to be solved, which acts as an indicator of the
solution quality of the device over time. Using experiments on three different
D-Wave quantum annealers, we demonstrate that (i) long term trends in solution
quality exist on the D-Wave device, and (ii) the unused qubits can be used to
measure the current level of noise of the quantum system.
- Abstract（参考訳）: 量子アニーリング(quantum annealing)は、量子力学的揺らぎを用いてqubo(quadratic unconstrained binary optimization)の最適解を探索することを目的としたアナログ計算の一種である。
NPハード問題は一般にIsingやQUBOの定式化にマッピングできるため、量子アニールパラダイムは様々なNPハード問題を解くのに役立つ可能性がある。
D-Wave Systems, Inc. などの現在の量子アニールは、解決可能な問題のサイズ(キュービット数)、量子ビット接続性、環境やシステムキャリブレーションによるエラーなど、様々な実用的な制限があり、ソリューションの品質を低下させることができる。
通常、任意の問題の場合、対応するQUBO(またはIsing)構造は量子チップ上の利用可能な量子ビットアーキテクチャにネイティブに埋め込まれない。
したがって、これらの場合、問題構造をデバイスに小さな埋め込みが必要となる。
しかし、これらのデバイスへの小さな埋め込みは、必ずしも完全なスパースチップハードウェアグラフを利用するわけではなく、利用可能な量子ビットの大部分が量子アニーリングの間は使われていない。
そこで本研究では,チップの未使用部分にQUBOを埋め込んで,解決すべきQUBOと組み合わせ,時間の経過とともに機器のソリューション品質の指標として機能する。
3種類のd波量子アニーラを用いた実験を用いて
(i)d-waveデバイス上には、溶液品質の長期的傾向が存在する。
(ii) 未使用の量子ビットは、量子系の現在のノイズレベルを測定するために使用できる。
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