論文の概要: 4-clique network minor embedding for quantum annealers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08807v1
• Date: Fri, 20 Jan 2023 21:26:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-24 16:26:41.278434
• Title: 4-clique network minor embedding for quantum annealers
• Title（参考訳）: 量子アニール用4軸ネットワーク微小埋め込み
• Authors: Elijah Pelofske
• Abstract要約: 本論文は, 4-clique minor embeddeding と呼ばれる新しいマイナー埋め込み手法を提案する。 ペガサスグラフ接続により、4軸の小さな埋め込みが可能となる。 4斜めの小さな埋め込みは、ランダムな全対全スピンガラス問題インスタンスを最小化する計算を成功させながら、弱い鎖強度を使用することができる。
• 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 proposed algorithm for computing solutions to combinatorial optimization problems. Current quantum annealing hardware is relatively sparse and therefore requires graph minor embedding in order to map an arbitrarily structured problem onto the sparse, and relatively small, quantum annealing processor. This paper proposes a new minor embedding method called 4-clique minor embedding. This is in contrast to the standard minor embedding technique of using a path of linearly connected qubits in order to represent a logical variable state. The 4-clique minor embedding is possible because of Pegasus graph connectivity, which is the native hardware graph for some of the current D-Wave quantum annealers. The Pegasus hardware graph has many 4-cliques, and it is possible to form a graph composed entirely of paths of connected 4-cliques, on which a problem can be minor embedded. The 4-clique chains come at the cost of additional qubit usage on the hardware graph, but they allow for stronger coupling within each chain thereby increasing chain integrity and reducing chain breaks. This 4-clique minor embedding technique is described in detail, and is compared against the standard linear path minor embedding with some experiments on two D-Wave quantum annealing processors with Pegasus hardware graphs. 4-clique minor embeddings can use weak chain strengths while successfully carrying out the computation of minimizing random all-to-all spin glass problem instances, in contrast to the linear path minor embeddings which have high chain break frequencies for weak chain strengths. This work shows that non standard minor embedding methods could be useful. For future quantum annealing architectures, distributing minor embeddings over more densely connected regions of hardware instead of linear paths may provide more robust computations for minor embedding problems.
• Abstract（参考訳）: 組合せ最適化問題の解法として量子アニール法を提案する。 現在の量子アニーリングハードウェアは比較的スパースであり、そのため任意に構成された問題をスパースで比較的小さな量子アニーリングプロセッサにマッピングするためにグラフの小さな埋め込みが必要である。 本論文は, 4-clique minor embeddeding と呼ばれる新しいマイナー埋め込み手法を提案する。 これは、論理変数状態を表すために線形連結キュービットの経路を使用する標準的なマイナー埋め込み手法とは対照的である。 ペガサスグラフ接続(ペガサスグラフ接続、ペガサスグラフ接続)は、現在のD-Wave量子アニールのネイティブなハードウェアグラフである。 ペガサス・ハードウエアグラフは多くの四角形を持ち、接続された四角形からなるグラフを構成することができ、その上で問題に小さな埋め込みが可能である。 4-cliqueチェーンは、ハードウェアグラフにqubitを追加使用するコストがかかるが、各チェーン内の結合性が強くなり、チェーン整合性が向上し、チェーン切断が削減される。 この4軸の小さな埋め込み技術は、ペガサスのハードウェアグラフを持つ2つのD-Wave量子アニールプロセッサの実験により、標準線形パスのマイナー埋め込みと比較される。 4-clique minor embeddedsは弱鎖強度を持つ線形経路マイナー埋め込みとは対照的に、無作為な全対全スピングラス問題例を最小化する計算を成功させながら弱鎖強度を用いることができる。 この研究は、非標準のマイナー埋め込みメソッドが有用であることを示している。 将来の量子アニーリングアーキテクチャでは、線形経路の代わりにハードウェアのより密結合した領域に小さな埋め込みを分散することで、小さな埋め込み問題に対するより堅牢な計算が可能になる。

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