論文の概要: A Practitioner's Guide to Quantum Algorithms for Optimisation Problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.07323v1
- Date: Fri, 12 May 2023 08:57:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-15 13:37:34.996746
- Title: A Practitioner's Guide to Quantum Algorithms for Optimisation Problems
- Title（参考訳）: 量子アルゴリズムの最適化問題に対する実践者ガイド
- Authors: Benjamin C. B. Symons, David Galvin, Emre Sahin, Vassil Alexandrov,
Stefano Mensa
- Abstract要約: NPハード最適化問題は、物流や金融といった産業分野では一般的である。
本稿では,量子最適化理論の概要を概観する。
ノイズの多い中間スケール量子デバイスに対する短期的なポテンシャルに焦点を当てている。
- 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 computing is gaining popularity across a wide range of scientific
disciplines due to its potential to solve long-standing computational problems
that are considered intractable with classical computers. One promising area
where quantum computing has potential is in the speed-up of NP-hard
optimisation problems that are common in industrial areas such as logistics and
finance. Newcomers to the field of quantum computing who are interested in
using this technology to solve optimisation problems do not have an easily
accessible source of information on the current capabilities of quantum
computers and algorithms. This paper aims to provide a comprehensive overview
of the theory of quantum optimisation techniques and their practical
application, focusing on their near-term potential for noisy intermediate scale
quantum devices. Two main paradigms for quantum hardware are then discussed:
quantum annealing and gate-based quantum computing. While quantum annealers are
effective for some optimisation problems, they have limitations and cannot be
used for universal quantum computation. In contrast, gate-based quantum
computers offer the potential for universal quantum computation, but they face
challenges with hardware limitations and accurate gate implementation. The
paper provides a detailed mathematical discussion with references to key works
in the field, as well as a more practical discussion with relevant examples.
The most popular techniques for quantum optimisation on gate-based quantum
computers, the quantum approximate optimisation (QAO) algorithm and the quantum
alternating operator ansatz (QAOA) framework, are discussed in detail. The
paper concludes with a discussion of the challenges facing quantum optimisation
techniques and the need for further research and development to identify new,
effective methods for achieving quantum advantage.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、古典的コンピュータでは難解と見なされる長年の計算問題を解決する可能性から、幅広い科学分野で人気を集めている。
量子コンピューティングが潜在する有望な分野の1つは、物流や金融といった産業分野でよく見られるNPハード最適化問題のスピードアップである。
量子コンピューティングの分野への新参者は、この技術を使って最適化問題を解決することに興味があるが、量子コンピュータやアルゴリズムの現在の能力に関する情報の入手が容易ではない。
本稿では,量子最適化技術の理論の包括的概要と,その実用的応用をめざして,雑音中規模量子デバイスへの短期的可能性について述べる。
量子ハードウェアの主なパラダイムは、量子アニールとゲートベースの量子コンピューティングである。
量子アニールはいくつかの最適化問題に有効であるが、制限があり、普遍的な量子計算には使用できない。
対照的に、ゲートベースの量子コンピュータは普遍的な量子計算の可能性を提供するが、ハードウェアの限界と正確なゲート実装の課題に直面している。
この論文は、この分野の主要な作品に関する詳細な数学的議論と、関連する例とのより実用的な議論を提供する。
ゲート型量子コンピュータにおける量子最適化の最も一般的な手法である量子近似最適化 (qao) アルゴリズムと量子交代演算子 ansatz (qaoa) フレームワークについて詳細に論じる。
この論文は、量子最適化技術に直面する課題と、量子優位性を達成するための新しい効果的な方法を特定するためのさらなる研究と開発の必要性を議論して締めくくっている。
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