論文の概要: Investigating the effect of circuit cutting in QAOA for the MaxCut problem on NISQ devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.01792v2
• Date: Thu, 5 Oct 2023 08:13:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-06 22:51:06.961296
• Title: Investigating the effect of circuit cutting in QAOA for the MaxCut problem on NISQ devices
• Title（参考訳）: NISQデバイスにおけるMaxCut問題に対するQAOAの回路切断効果の検討
• Authors: Marvin Bechtold, Johanna Barzen, Frank Leymann, Alexander Mandl, Julian Obst, Felix Truger, Benjamin Weder
• Abstract要約: ノイズ中間スケール量子(NISQ)デバイスは、量子ビット数の制限と短いデコヒーレンス時間によって制限される。 量子回路切断は、大きな量子回路の実行を複数の小さな量子回路の実行に分解する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.32934805738396
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices are restricted by their limited number of qubits and their short decoherence times. An approach addressing these problems is quantum circuit cutting. It decomposes the execution of a large quantum circuit into the execution of multiple smaller quantum circuits with additional classical postprocessing. Since these smaller quantum circuits require fewer qubits and gates, they are more suitable for NISQ devices. To investigate the effect of quantum circuit cutting in a quantum algorithm targeting NISQ devices, we design two experiments using the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) for the Maximum Cut (MaxCut) problem and conduct them on state-of-the-art superconducting devices. Our first experiment studies the influence of circuit cutting on the objective function of QAOA, and the second evaluates the quality of results obtained by the whole algorithm with circuit cutting. The results show that circuit cutting can reduce the effects of noise in QAOA, and therefore, the algorithm yields better solutions on NISQ devices.
• Abstract（参考訳）: ノイズ中間スケール量子(NISQ)デバイスは、量子ビット数の制限と短いデコヒーレンス時間によって制限される。 これらの問題に対処するアプローチは量子回路切断である。 これは大きな量子回路の実行を複数の小さな量子回路に分解し、さらに古典的な後処理を行う。 これらの小さな量子回路は量子ビットやゲートを少なくするので、NISQデバイスに適している。 nisqデバイスを対象とした量子アルゴリズムにおける量子回路切断の効果を調べるために,最大カット(最大カット)問題に対する量子近似最適化アルゴリズム(qaoa)を用いた2つの実験を設計・実施した。 第1実験では,回路切断がQAOAの目的関数に与える影響について検討し,第2実験では,回路切断による全アルゴリズムによる結果の質を評価する。 その結果、回路切断はqaoaのノイズの影響を低減できるため、アルゴリズムはnisqデバイスにより良い解決策をもたらすことがわかった。

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