論文の概要: Comparing Three Generations of D-Wave Quantum Annealers for Minor
Embedded Combinatorial Optimization Problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03009v1
- Date: Sun, 8 Jan 2023 10:02:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-10 19:06:02.915982
- Title: Comparing Three Generations of D-Wave Quantum Annealers for Minor
Embedded Combinatorial Optimization Problems
- Title（参考訳）: 最小組込み組合せ最適化問題に対する3世代D波量子アニールの比較
- Authors: Elijah Pelofske
- Abstract要約: 我々は3世代にわたるD-Wave量子アニールのベンチマークを報告する。
イジングあるいは等価なQUBOは、これらの問題の定式化は順序の減少のために補助変数を必要としない。
- 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 novel type of analog computation that aims to use
quantum mechanical fluctuations to search for optimal solutions of Ising
problems. Quantum annealing in the Transverse Ising model, implemented on
D-Wave QPUs, are available as cloud computing resources. In this article we
report concise benchmarks across three generations of D-Wave quantum annealers,
consisting of four different devices, for the NP-Hard combinatorial
optimization problems unweighted maximum clique and unweighted maximum cut on
random graphs. The Ising, or equivalently QUBO, formulation of these problems
do not require auxiliary variables for order reduction, and their overall
structure and weights are not highly complex, which makes these problems simple
test cases to understand the sampling capability of current D-Wave quantum
annealers. All-to-all minor embeddings of size $52$, with relatively uniform
chain lengths, are used for a direct comparison across the Chimera, Pegasus,
and Zephyr device topologies. A grid search over annealing times and the minor
embedding chain strengths is performed in order to determine the level of
reasonable performance for each device and problem type. Experiment metrics
that are reported are approximation ratios for non-broken chain samples and
chain break proportions. How fairly the quantum annealers sample optimal
maximum cliques, for instances which contain multiple maximum cliques, is also
quantified using entropy of the measured ground state distributions. The newest
generation of quantum annealing hardware, which has a Zephyr hardware
connectivity, performed the best overall with respect to approximation ratios
and chain break frequencies.
- 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イジング問題の最適解を探すことを目的とした、新しいタイプのアナログ計算である。
D-Wave QPU上に実装されたTransverse Isingモデルにおける量子アニールは、クラウドコンピューティングリソースとして利用可能である。
本稿では,np-hard combinatorial optimization problem (np-hard combinatorial optimization problem) に対する4つの異なるデバイスからなるd-wave量子アニーラの3世代にわたる簡潔なベンチマークについて報告する。
アイシング(QUBO)は、これらの問題の定式化は順序の減少のために補助変数を必要とせず、その全体構造と重みは非常に複雑ではないため、現在のD-Wave量子アニールのサンプリング能力を理解するための単純なテストケースである。
比較的均一なチェーン長を持つ522ドルの全てのマイナーな埋め込みは、キメラ、ペガサス、ゼファーのデバイストポロジーを直接比較するために使用される。
各装置と問題タイプに対して合理的な性能のレベルを決定するために、アニーリング時間とマイナー埋め込みチェーン強度のグリッド検索を行う。
報告されている実験指標は、非破壊鎖サンプルの近似比と連鎖破壊比である。
測定された基底状態分布のエントロピーを用いて、複数の最大傾きを含む場合において、量子異方体が最適な最大傾きをいかに正確にサンプリングするかを定量化する。
zephyrハードウェア接続を持つ最新の量子アニーリングハードウェアは、近似比とチェーンブレーク周波数に関して、全体として最高の性能を発揮した。
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