論文の概要: Solving optimization problems with local light shift encoding on Rydberg quantum annealers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.07798v2
• Date: Fri, 22 Dec 2023 11:26:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-25 18:18:51.338234
• Title: Solving optimization problems with local light shift encoding on Rydberg quantum annealers
• Title（参考訳）: Rydberg量子アニール上の局所光シフト符号化による最適化問題の解法
• Authors: Kapil Goswami, Rick Mukherjee, Herwig Ott, Peter Schmelcher
• Abstract要約: 我々は、Rydberg量子アニールの最適化問題を解くための非ユニットディスクフレームワークを提供する。 我々の構成は、局所制御可能な光シフトを個々の量子ビットに適用する多体相互作用Rydbergシステムからなる。 我々の数値シミュレーションでは、Rydbergアニーラーを所望の多体基底状態に大域的に駆動しながら、局所分解プロトコルを実装している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We provide a non-unit disk framework to solve combinatorial optimization problems such as Maximum Cut (Max-Cut) and Maximum Independent Set (MIS) on a Rydberg quantum annealer. Our setup consists of a many-body interacting Rydberg system where locally controllable light shifts are applied to individual qubits in order to map the graph problem onto the Ising spin model. Exploiting the flexibility that optical tweezers offer in terms of spatial arrangement, our numerical simulations implement the local-detuning protocol while globally driving the Rydberg annealer to the desired many-body ground state, which is also the solution to the optimization problem. Using optimal control methods, these solutions are obtained for prototype graphs with varying sizes at time scales well within the system lifetime and with approximation ratios close to one. The non-blockade approach facilitates the encoding of graph problems with specific topologies that can be realized in two-dimensional Rydberg configurations and is applicable to both unweighted as well as weighted graphs. A comparative analysis with fast simulated annealing is provided which highlights the advantages of our scheme in terms of system size, hardness of the graph, and the number of iterations required to converge to the solution.
• Abstract（参考訳）: 最大カット(max-cut)や最大独立集合(mis)といった組合せ最適化問題をrydberg量子アニーラー上で解くための非単位ディスクフレームワークを提供する。 我々の構成は、グラフ問題をイジングスピンモデルにマッピングするために、局所制御可能な光シフトを個々のキュービットに適用する多体相互作用Rydbergシステムからなる。 光トワイザーが空間配置で提供する柔軟性を生かした数値シミュレーションでは、rydberg annealerを所望の多体基底状態へとグローバルに駆動しながら局所調整プロトコルを実装し、最適化問題への解決策でもある。 最適制御法を用いて, システムの寿命内, 近似比が1に近い時間スケールのプロトタイプグラフに対して, これらの解を求める。 非ブロッケードアプローチは、2次元のRydberg構成で実現でき、非重み付きグラフと重み付きグラフの両方に適用できる特定のトポロジーによるグラフ問題の符号化を容易にする。 システムサイズ, グラフの硬度, 解に収束するのに要するイテレーション数の観点から, 提案手法の利点を浮き彫りにした, 高速な模擬焼鈍による比較解析が提供される。

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