論文の概要: Quantum Dueling: an Efficient Solution for Combinatorial Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.10151v5
- Date: Tue, 2 Jan 2024 18:21:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-03 20:12:19.217730
- Title: Quantum Dueling: an Efficient Solution for Combinatorial Optimization
- Title（参考訳）: 組合せ最適化のための効率的なソリューションQuantum Dueling
- Authors: Letian Tang, Haorui Wang, Zhengyang Li, Haozhan Tang, Chi Zhang,
Shujin Li
- Abstract要約: 量子デュエル(quantum dueling)と呼ぶ汎用最適化のための新しいアルゴリズムを提案する。
量子デュエルは、追加のqubitレジスタを統合することで革新的であり、2組のソリューションが競合するデュエルのシナリオを効果的に生成する。
我々の研究は、量子ビットの数を増やすことで、これまで考えられていなかったアルゴリズムの開発が可能になり、効率的な量子アルゴリズム設計の進歩の道を開くことを実証している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7398607565670536
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we present a new algorithm for generic combinatorial
optimization, which we term quantum dueling. Traditionally, potential solutions
to the given optimization problems were encoded in a ``register'' of qubits.
Various techniques are used to increase the probability of finding the best
solution upon measurement. Quantum dueling innovates by integrating an
additional qubit register, effectively creating a ``dueling'' scenario where
two sets of solutions compete. This dual-register setup allows for a dynamic
amplification process: in each iteration, one register is designated as the
'opponent', against which the other register's more favorable solutions are
enhanced through a controlled quantum search. This iterative process gradually
steers the quantum state within both registers toward the optimal solution.
With a quantitative contraction for the evolution of the state vector,
classical simulation under a broad range of scenarios and hyper-parameter
selection schemes shows that a quadratic speedup is achieved, which is further
tested in more real-world situations. In addition, quantum dueling can be
generalized to incorporate arbitrary quantum search techniques and as a quantum
subroutine within a higher-level algorithm. Our work demonstrates that
increasing the number of qubits allows the development of previously
unthought-of algorithms, paving the way for advancement of efficient quantum
algorithm design.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子デュエル(quantum dueling)と呼ぶ汎用組合せ最適化のための新しいアルゴリズムを提案する。
伝統的に、与えられた最適化問題に対する潜在的な解決策は、qubitsの '`register'' に符号化された。
様々な手法が測定時に最良の解を見つける確率を高めるために用いられる。
量子デュエルは、追加のqubitレジスタを統合することで革新的であり、2組のソリューションが競合する 'dueling' シナリオを効果的に生成する。
この二重レジスタのセットアップは動的増幅プロセスを可能にし、各イテレーションで1つのレジスタを「指数」として指定し、他方のレジスタの好ましいソリューションを制御された量子探索によって拡張する。
この反復過程は、両レジスタ内の量子状態を最適解に向けて徐々に操る。
状態ベクトルの進化の定量的収縮により、幅広いシナリオとハイパーパラメータ選択スキームの下での古典シミュレーションは二次的なスピードアップが達成され、より現実的な状況でさらにテストされることを示す。
さらに、量子デュエルは任意の量子探索技術と高レベルアルゴリズムに量子サブルーチンを組み込むように一般化することができる。
私たちの研究は、量子ビット数の増加によってそれまで考えられなかったアルゴリズムが開発され、効率的な量子アルゴリズム設計の進歩の道が開けることを示しています。
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