論文の概要: Single-Layer Digitized-Counterdiabatic Quantum Optimization for $p$-spin Models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.06682v1
• Date: Sat, 11 Nov 2023 22:49:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-14 17:33:26.400429
• Title: Single-Layer Digitized-Counterdiabatic Quantum Optimization for $p$-spin Models
• Title（参考訳）: p$-spinモデルのための単層デジタル化カウンタダイアバティック量子最適化
• Authors: Huijie Guan, Fei Zhou, Francisco Albarr\'an-Arriagada, Xi Chen, Enrique Solano, Narendra N. Hegade, He-Liang Huang
• Abstract要約: 我々は、デジタルカウンタダイバティック量子最適化(DCQO)アルゴリズムを利用して、4つの局所相互作用までの$p$-spinモデルの最適解を求める。 変分法を用いてパラメータを最適化することにより,それぞれ100ドル,93%,83%のインスタンスに対して,単位精度2-スピン,3-スピン,4-スピンの問題を解く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.463477025989542
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing holds the potential for quantum advantage in optimization problems, which requires advances in quantum algorithms and hardware specifications. Adiabatic quantum optimization is conceptually a valid solution that suffers from limited hardware coherence times. In this sense, counterdiabatic quantum protocols provide a shortcut to this process, steering the system along its ground state with fast-changing Hamiltonian. In this work, we take full advantage of a digitized-counterdiabatic quantum optimization (DCQO) algorithm to find an optimal solution of the $p$-spin model up to 4-local interactions. We choose a suitable scheduling function and initial Hamiltonian such that a single-layer quantum circuit suffices to produce a good ground-state overlap. By further optimizing parameters using variational methods, we solve with unit accuracy 2-spin, 3-spin, and 4-spin problems for $100\%$, $93\%$, and $83\%$ of instances, respectively. As a particular case of the latter, we also solve factorization problems involving 5, 9, and 12 qubits. Due to the low computational overhead, our compact approach may become a valuable tool towards quantum advantage in the NISQ era.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは最適化問題において量子優位の可能性を秘めており、量子アルゴリズムとハードウェア仕様の進歩を必要とする。 断熱量子最適化は概念的には有効な解であり、ハードウェアのコヒーレンス時間が限られている。 この意味で、反断熱量子プロトコルはこの過程のショートカットを提供し、急速に変化するハミルトニアンの基底状態に沿ってシステムを操る。 本研究では,デジタルカウンタダイバティック量子最適化(DCQO)アルゴリズムの利点をフル活用し,最大4局所相互作用までの$p$-spinモデルの最適解を求める。 適切なスケジューリング関数と初期ハミルトニアンを選択すると、単層量子回路が十分満足して良い基底状態重なりが得られる。 さらに変動法を用いてパラメータを最適化することにより、それぞれ100\%$,93\%$,83\%$のインスタンスに対して、単位精度2-スピン、3-スピン、4-スピンの問題を解く。 後者の場合として、5,9,12量子ビットを含む分解問題も解決する。 計算オーバーヘッドが低いため、我々のコンパクトなアプローチは、NISQ時代の量子優位性に対する貴重なツールとなりうる。

関連論文リスト

• Symmetry-preserved cost functions for variational quantum eigensolver [0.0]
  ハイブリッド量子-古典的変分アルゴリズムは、ノイズの多い量子コンピュータに最適であると考えられている。 コスト関数に直接対称性の保存を符号化し、ハードウェア効率の良いAns"atzeをより効率的に利用できるようにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-25T20:33:47Z)
• Optimizing random local Hamiltonians by dissipation [44.99833362998488]
  簡単な量子ギブスサンプリングアルゴリズムが最適値の$Omega(frac1k)$-fraction近似を達成することを証明した。 この結果から, 局所スピンおよびフェルミオンモデルに対する低エネルギー状態の発見は量子的に容易であるが, 古典的には非自明であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-04T20:21:16Z)
• Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
  我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。 我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z)
• Pre-optimizing variational quantum eigensolvers with tensor networks [1.4512477254432858]
  VQEをシミュレートすることで、パラメータ化量子回路のよい開始パラメータを求める手法を提示し、ベンチマークする。 最大32キュービットのシステムサイズを持つ1Dと2DのFermi-Hubbardモデルに適用する。 2Dでは、VTNEが検出するパラメータは開始構成よりもはるかに低いエネルギーであり、これらのパラメータから開始するVQEは、与えられたエネルギーに降り着くためには、自明に少ない演算を必要とすることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-19T17:57:58Z)
• Alleviating the quantum Big-$M$ problem [0.237499051649312]
  古典的には "Big-$M$" 問題として知られており、物理的エネルギースケールに影響を与える。 我々は、量子ビッグ-M$問題を体系的に包含し、最適の$M$を見つけるのにNPハードネスを明らかにする。 本稿では,SDP緩和に基づく実用的な翻訳アルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-19T18:00:05Z)
• Sampling Frequency Thresholds for Quantum Advantage of Quantum Approximate Optimization Algorithm [0.7046417074932257]
  量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)の性能を最先端の古典解法と比較する。 古典的解法は線形時間複雑性において高品質な近似解を生成することができる。 異なるグラフ、重み付けされたMaxCut、最大独立集合、および3-SATといった他の問題は、短期量子デバイスにおける量子優位性を達成するのに適しているかもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-07T20:59:19Z)
• Adiabatic Quantum Computing for Multi Object Tracking [170.8716555363907]
  マルチオブジェクト追跡(MOT)は、オブジェクト検出が時間を通して関連付けられているトラッキング・バイ・検出のパラダイムにおいて、最もよくアプローチされる。 これらの最適化問題はNPハードであるため、現在のハードウェア上の小さなインスタンスに対してのみ正確に解決できる。 本手法は,既成整数計画法を用いても,最先端の最適化手法と競合することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-17T18:59:20Z)
• A Hybrid Quantum-Classical Algorithm for Robust Fitting [47.42391857319388]
  本稿では,ロバストフィッティングのためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 私たちのコアコントリビューションは、整数プログラムの列を解く、新しい堅牢な適合式である。 実際の量子コンピュータを用いて得られた結果について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-25T05:59:24Z)
• Efficiently Solve the Max-cut Problem via a Quantum Qubit Rotation Algorithm [7.581898299650999]
  我々はQQRA(Quantum Qubit Rotation Algorithm)という単純なアルゴリズムを導入する。 最大カット問題の近似解は 1 に近い確率で得られる。 我々は、よく知られた量子近似最適化アルゴリズムと古典的なゲーマン・ウィリアムソンアルゴリズムと比較する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-15T11:19:48Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• Space-efficient binary optimization for variational computing [68.8204255655161]
  本研究では,トラベリングセールスマン問題に必要なキュービット数を大幅に削減できることを示す。 また、量子ビット効率と回路深さ効率のモデルを円滑に補間する符号化方式を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-15T18:17:27Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。