論文の概要: Initial State Encoding via Reverse Quantum Annealing and h-gain Features
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.13748v2
- Date: Sun, 24 Sep 2023 21:58:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-27 03:34:17.467108
- Title: Initial State Encoding via Reverse Quantum Annealing and h-gain Features
- Title（参考訳）: 逆量子アニーリングによる初期状態エンコーディングとh-gain特徴
- Authors: Elijah Pelofske, Georg Hahn, Hristo Djidjev
- Abstract要約: 初期状態を量子アニールにエンコードできる2つのD波特性について検討する。
h-ゲインの特徴は、ハミルトニアンの線型(h$)バイアスに時間依存重み付けスキームを置くことができる。
我々は,最適でない初期状態を改善することを目的として,RAとHGを反復的に問題に適用するというアイデアを評価した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8416014644193066
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum annealing is a specialized type of quantum computation that aims to
use quantum fluctuations in order to obtain global minimum solutions of
combinatorial optimization problems. Programmable D-Wave quantum annealers are
available as cloud computing resources which allow users low level access to
quantum annealing control features. In this paper, we are interested in
improving the quality of the solutions returned by a quantum annealer by
encoding an initial state into the annealing process. We explore two D-Wave
features allowing one to encode such an initial state: the reverse annealing
and the h-gain features. Reverse annealing (RA) aims to refine a known solution
following an anneal path starting with a classical state representing a good
solution, going backwards to a point where a transverse field is present, and
then finishing the annealing process with a forward anneal. The h-gain (HG)
feature allows one to put a time-dependent weighting scheme on linear ($h$)
biases of the Hamiltonian, and we demonstrate that this feature likewise can be
used to bias the annealing to start from an initial state. We also consider a
hybrid method consisting of a backward phase resembling RA, and a forward phase
using the HG initial state encoding. Importantly, we investigate the idea of
iteratively applying RA and HG to a problem, with the goal of monotonically
improving on an initial state that is not optimal. The HG encoding technique is
evaluated on a variety of input problems including the edge-weighted Maximum
Cut problem and the vertex-weighted Maximum Clique problem, demonstrating that
the HG technique is a viable alternative to RA for some problems. We also
investigate how the iterative procedures perform for both RA and HG initial
state encoding on random whole-chip spin glasses with the native hardware
connectivity of the D-Wave Chimera and Pegasus chips.
- Abstract（参考訳）: 量子アニーリング(quantum annealing)は、組合せ最適化問題の大域的最小解を得るために量子揺らぎを利用する特殊な量子計算手法である。
プログラム可能なD-Wave量子アニールは、ユーザーが量子アニール制御機能への低レベルアクセスを可能にするクラウドコンピューティングリソースとして利用できる。
本稿では,初期状態をアニールプロセスにエンコードすることで,量子アニールによって返される溶液の品質を向上させることに関心がある。
このような初期状態を符号化できる2つのD-Wave機能、リバースアニーリングとh-ゲイン機能について検討する。
Reverse annealing (RA) は、良い解を表す古典的な状態から始まり、逆の場が存在する点へ後退し、前方のアニールでアニール処理を終了する既知の解を洗練することを目的としている。
h-ゲイン(HG)機能により、ハミルトニアンの線形(h$)バイアスに時間依存重み付けスキームを配置することができる。
また,RAに類似した後方位相とHG初期状態符号化を用いた前方位相のハイブリッド手法も検討した。
問題に対してRAとHGを反復的に適用するという考え方を,最適でない初期状態を単調に改善することを目的として検討する。
HGエンコーディング技術は、エッジ重み付き最大カット問題や頂点重み付き最大斜め問題など様々な入力問題に基づいて評価され、いくつかの問題に対してHG手法がRAの代替となることを示す。
また,D-Wave ChimeraチップとPegasusチップのネイティブハードウェア接続により,ランダムな全チップスピングラス上でRAおよびHG初期状態の符号化を行う方法についても検討した。
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