論文の概要: Diabatic Quantum Annealing for the Frustrated Ring Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02624v1
• Date: Mon, 5 Dec 2022 22:16:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 19:52:47.405320
• Title: Diabatic Quantum Annealing for the Frustrated Ring Model
• Title（参考訳）: フラストレーションリングモデルのためのダイアバティック量子アニール
• Authors: Jeremy C\^ot\'e, Fr\'ed\'eric Sauvage, Mart\'in Larocca, Mat\'ias Jonsson, Lukasz Cincio and Tameem Albash
• Abstract要約: 断熱的な進化は、システムサイズと指数関数的にスケールする進化の時間につながる可能性がある。 最適化されたアニーリングスケジュールによる非断熱的進化は、この指数的な減速を回避できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7046417074932257
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum annealing is a continuous-time heuristic quantum algorithm for solving or approximately solving classical optimization problems. The algorithm uses a schedule to interpolate between a driver Hamiltonian with an easy-to-prepare ground state and a problem Hamiltonian whose ground state encodes solutions to an optimization problem. The standard implementation relies on the evolution being adiabatic: keeping the system in the instantaneous ground state with high probability and requiring a time scale inversely related to the minimum energy gap between the instantaneous ground and excited states. However, adiabatic evolution can lead to evolution times that scale exponentially with the system size, even for computationally simple problems. Here, we study whether non-adiabatic evolutions with optimized annealing schedules can bypass this exponential slowdown for one such class of problems called the frustrated ring model. For sufficiently optimized annealing schedules and system sizes of up to 39 qubits, we provide numerical evidence that we can avoid the exponential slowdown. Our work highlights the potential of highly-controllable quantum annealing to circumvent bottlenecks associated with the standard implementation of quantum annealing.
• Abstract（参考訳）: 量子アニーリング(Quantum annealing)は、古典的な最適化問題を解くか、あるいは解くための連続時間ヒューリスティックな量子アルゴリズムである。 このアルゴリズムは、運転者ハミルトニアンの基底状態と、最適化問題に対する解を符号化するハミルトニアンの問題を補間するためにスケジュールを使用する。 標準的な実装では、システムは即時基底状態に高い確率で保持し、即時基底と励起状態の間の最小エネルギーギャップと逆の時間スケールを必要とする。 しかし、断熱的な進化は、計算学的に単純な問題であっても、システムサイズに指数関数的にスケールする進化時間をもたらす可能性がある。 そこで本研究では,アニールスケジュールを最適化した非断熱的進化が,フラストレーションリングモデルと呼ばれる問題に対して,この指数関数的スローダウンを回避できるかどうかを考察する。 39キュービットまでのアニーリングスケジュールとシステムサイズを十分に最適化するために、指数的な減速を回避できるという数値的な証拠を提供する。 我々の研究は、量子アニーリングの標準実装に伴うボトルネックを回避するために、高度に制御可能な量子アニーリングの可能性を強調している。

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