論文の概要: Measurement-Based Quantum Approximate Optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.11514v1
• Date: Mon, 18 Mar 2024 06:59:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-19 16:26:41.692788
• Title: Measurement-Based Quantum Approximate Optimization
• Title（参考訳）: 測定に基づく量子近似最適化
• Authors: Tobias Stollenwerk, Stuart Hadfield,
• Abstract要約: 近似最適化のための計測ベースの量子コンピューティングプロトコルに焦点をあてる。 我々は,QUBO問題の広範かつ重要なクラスにQAOAを適用するための測定パターンを導出する。 我々は、より伝統的な量子回路に対する我々のアプローチのリソース要件とトレードオフについて論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24861619769660645
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Parameterized quantum circuits are attractive candidates for potential quantum advantage in the near term and beyond. At the same time, as quantum computing hardware not only continues to improve but also begins to incorporate new features such as mid-circuit measurement and adaptive control, opportunities arise for innovative algorithmic paradigms. In this work we focus on measurement-based quantum computing protocols for approximate optimization, in particular related to quantum alternating operator ans\"atze (QAOA), a popular quantum circuit model approach to combinatorial optimization. For the construction and analysis of our measurement-based protocols we demonstrate that diagrammatic approaches, specifically ZX-calculus and its extensions, are effective for adapting such algorithms to the measurement-based setting. In particular we derive measurement patterns for applying QAOA to the broad and important class of QUBO problems. We further outline how for constrained optimization, hard problem constraints may be directly incorporated into our protocol to guarantee the feasibility of the solution found and avoid the need for dealing with penalties. Finally we discuss the resource requirements and tradeoffs of our approach to that of more traditional quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: パラメータ化量子回路は、近い将来の量子優位性に対する魅力的な候補である。 同時に、量子コンピューティングハードウェアは改善され続けているだけでなく、中間回路の測定や適応制御といった新機能も取り入れ始めており、革新的なアルゴリズムパラダイムの機会が生まれる。 本研究では、近似最適化のための測定ベースの量子コンピューティングプロトコル、特に組合せ最適化に対する一般的な量子回路モデルアプローチである量子交互演算子 ans\atze (QAOA) に焦点をあてる。 測定に基づくプロトコルの構築と解析のために、図式的アプローチ、特にZX計算とその拡張は、そのようなアルゴリズムを測定ベースの設定に適応させるのに有効であることを示す。 特に,QUBO問題の広範かつ重要なクラスにQAOAを適用するための測定パターンを導出する。 さらに, 制約付き最適化では, 厳格な制約をプロトコルに直接組み込んで, 解決の可能性を保証するとともに, 罰則に対処する必要性を回避する方法について概説する。 最後に、より伝統的な量子回路に対する我々のアプローチのリソース要件とトレードオフについて論じる。

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