論文の概要: A variational quantum algorithm for the uncapacitated facility location
problem
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.06922v1
- Date: Tue, 12 Dec 2023 01:36:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-13 17:50:28.953725
- Title: A variational quantum algorithm for the uncapacitated facility location
problem
- Title（参考訳）: 容量のない施設位置問題に対する変分量子アルゴリズム
- Authors: Sha-Sha Wang, Hai-Ling Liu, Fei Gao, Su-Juan Qin, and Qiao-Yan Wen
- Abstract要約: Include-Unconstrained-Variables-Problems (IUVPs) に対処するためにHE-QAOA+というアンサッツを開発した。
ハードウェア効率アンサッツ(HEA)を考えると、回路深度を最小化し、量子チップ上で効率よく実装できるという利点がある。
提案アルゴリズムは、IUVPに対処するための実行可能なソリューションを提供し、類似問題に対処するための他のアプローチの開発を促している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.219482900979492
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Quantum Alternating Operator Ansatz (QAOA+) is one of the Variational
Quantum Algorithms (VQAs) for solving combinatorial optimization problems,
which searches for a target solution in the feasible space of the constrained
optimization problems. However, the performance of QAOA+ may be influenced by
the presence of unconstrained variables of the constrained optimization
problems. For simplicity, we call them as
Include-Unconstrained-Variables-Problems (IUVPs). Considering
Hardware-Efficient Ansatz (HEA) has the advantage of minimizing circuit depth
and being easy to implement efficiently on a quantum chip. In this paper,
taking the Uncapacitated Facility Location Problem (UFLP) as an example, we
leverage the benefits of QAOA+ and HEA to develop an ansatz named HE-QAOA+ for
addressing IUVPs. One of the cores of this algorithm is the construction of
mixed Hamiltonian. To facilitate the creation of the mixed Hamiltonian, we
transform UFLP into a constrained optimization problem belonging to IUVPs,
where the feasible space is composed of bit strings with a fixed Hamming
weight. Finally, the numerical results demonstrate that HE-QAOA+ has a
significantly higher success probability at lower circuit depths compared to
the Quantum Approximation Optimization Algorithm (QAOA), QAOA+, and HEA. The
proposed algorithm offers a viable solution for addressing the IUVPs, inspiring
the development of other approaches for tackling analogous problems.
- Abstract（参考訳）: 量子交互作用素 ansatz (qaoa+) は、組合せ最適化問題を解くための変分量子アルゴリズム (vqas) の一つであり、制約付き最適化問題の実現可能な空間における対象解を探索する。
しかし、QAOA+の性能は制約付き最適化問題の非制約変数の存在に影響される可能性がある。
単純さのため、include-unconstrained-variables-problems (iuvps)と呼ぶ。
ハードウェア効率アンサッツ(HEA)を考えると、回路深度を最小化し、量子チップ上で効率よく実装できるという利点がある。
本稿では,uncapacitated facility location problem (uflp) を例として,qaoa+ と hea の利点を利用して iuvps に対処する ansatz を開発した。
このアルゴリズムの核の一つは混合ハミルトニアンの構成である。
混合ハミルトニアンの作成を容易にするため、UFLPをIUVPに属する制約付き最適化問題に変換する。
最後に,量子近似最適化アルゴリズム (qaoa) や qaoa+, hea と比較して,he-qaoa+ が回路深度が低い場合の成功確率が有意に高いことを示した。
提案アルゴリズムは、IUVPに対処するための実行可能なソリューションを提供し、類似問題に対処するための他のアプローチの開発を促す。
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