論文の概要: Using a quantum computer to solve a real-world problem -- what can be achieved today?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.13080v1
• Date: Wed, 23 Nov 2022 16:10:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 01:22:04.178049
• Title: Using a quantum computer to solve a real-world problem -- what can be achieved today?
• Title（参考訳）: 量子コンピュータを使って現実世界の問題を解決する - 今日達成できるものは何か?
• Authors: R.Cumming, T.Thomas
• Abstract要約: 量子コンピューティングは、科学とビジネスの問題の展望に革命をもたらす可能性がある重要な発展技術である。 広範囲にわたる興奮は、フォールトトレラントな量子コンピュータが以前に難解な問題を解く可能性に由来する。 私たちは現在、量子ハードウェアの初期バージョンにより多くの量子アプローチが適用されているいわゆるNISQの時代にあります。
• 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 computing is an important developing technology with the potential to revolutionise the landscape of scientific and business problems that can be practically addressed. The widespread excitement derives from the potential for a fault tolerant quantum computer to solve previously intractable problems. Such a machine is not expected to be available until 2030 at least. Thus we are currently in the so-called NISQ era where more heuristic quantum approaches are being applied to early versions of quantum hardware. In this paper we seek to provide a more accessible explanation of many of the more technical aspects of quantum computing in the current NISQ era exploring the 2 main hybrid classical-quantum algorithms, QAOA and VQE, as well as quantum annealing. We apply these methods, to an example of combinatorial optimisation in the form of a facilities location problem. Methods explored include the applications of different types of mixer (X, XY and a novel 3XY mixer) within QAOA as well as the effects of many settings for important meta parameters, which are often not focused on in research papers. Similarly, we explore alternative parameter settings in the context of quantum annealing. Our research confirms the broad consensus that quantum gate hardware will need to be much more capable than is available currently in terms of scale and fidelity to be able to address such problems at a commercially valuable level. Quantum annealing is closer to offering quantum advantage but will also need to achieve a significant step up in scale and connectivity to address optimisation problems where classical solutions are sub-optimal.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、実際に対処できる科学的、ビジネス的な問題の展望に革命をもたらす可能性を持つ重要な開発技術である。 広範囲にわたる興奮は、フォールトトレラントな量子コンピュータが以前に難解な問題を解く可能性に由来する。 そのようなマシンは、少なくとも2030年までは利用できない。 したがって、我々は現在、よりヒューリスティックな量子アプローチが量子ハードウェアの初期バージョンに適用されているいわゆるNISQの時代にいる。 本稿では,現在のnisq時代の量子コンピューティングの多くの技術的側面を,qaoaとvqeという2つの主要なハイブリッド古典量子アルゴリズムと量子アニーリングを探求する上で,より分かりやすく説明することを目的とする。 これらの手法を,施設配置問題の形で組合せ最適化の例に適用する。 調査手法には、QAOAにおける様々な種類のミキサー(X、XY、新しい3XYミキサー)の適用、重要なメタパラメータに対する多くの設定の影響などが含まれており、研究論文では注目されていないことが多い。 同様に、量子アニーリングの文脈で代替パラメータの設定を探索する。 我々の研究は、量子ゲートハードウェアが、商業的に価値のあるレベルでそのような問題に対処するために、現在利用可能な規模と忠実性において、はるかに高い能力を持つ必要があるという広いコンセンサスを裏付けている。 量子アニールは量子的優位性に近づきつつあるが、古典的な解が準最適である最適化問題に対処するためには、スケールと接続性の大幅な向上を達成する必要がある。

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