論文の概要: Quantum Approximate Optimization Algorithm with Cat Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.05556v2
- Date: Tue, 17 Sep 2024 15:15:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-18 23:00:28.815795
- Title: Quantum Approximate Optimization Algorithm with Cat Qubits
- Title（参考訳）: 猫量子ビットを用いた量子近似最適化アルゴリズム
- Authors: Pontus Vikstål, Laura García-Álvarez, Shruti Puri, Giulia Ferrini,
- Abstract要約: 猫の量子ビットを用いたQAOAを用いてMaxCut問題の解法を数値シミュレーションする。
猫の量子ビットを用いたQAOAの実行は、2レベルシステムに符号化された量子ビットに対して、MaxCutのランダムなインスタンスに対する近似比を増大させることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) -- one of the leading algorithms for applications on intermediate-scale quantum processors -- is designed to provide approximate solutions to combinatorial optimization problems with shallow quantum circuits. Here, we study QAOA implementations with cat qubits, using coherent states with opposite amplitudes. The dominant noise mechanism, i.e., photon losses, results in $Z$-biased noise with this encoding. We consider in particular an implementation with Kerr resonators. We numerically simulate solving MaxCut problems using QAOA with cat qubits by simulating the required gates sequence acting on the Kerr non-linear resonators, and compare to the case of standard qubits, encoded in ideal two-level systems, in the presence of single-photon loss. Our results show that running QAOA with cat qubits increases the approximation ratio for random instances of MaxCut with respect to qubits encoded into two-level systems.
- Abstract（参考訳）: 量子近似最適化アルゴリズム(Quantum Approximate Optimization Algorithm, QAOA)は、量子回路の浅い組み合わせ最適化問題に対する近似解を提供するように設計されている。
本稿では,猫量子ビットを用いたQAOA実装について,逆振幅のコヒーレントな状態を用いて検討する。
支配的なノイズ機構、すなわち光子損失は、この符号化でZ$バイアスノイズをもたらす。
我々は特にKerr共振器による実装を考える。
我々はKerr非線形共振器に作用する必要ゲート列をシミュレートし、QAOAと猫量子ビットを用いたMaxCut問題の解法を数値シミュレーションし、単一光子損失の存在下で理想的な2レベルシステムで符号化された標準量子ビットの場合と比較する。
その結果,猫の量子ビットを用いたQAOAの実行は,2レベルシステムに符号化された量子ビットに対して,MaxCutのランダムなインスタンスに対する近似比を増大させることがわかった。
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