論文の概要: Quantum Annealers Chain Strengths: A Simple Heuristic to Set Them All

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.05443v1
• Date: Mon, 8 Apr 2024 12:24:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-09 14:34:53.538199
• Title: Quantum Annealers Chain Strengths: A Simple Heuristic to Set Them All
• Title（参考訳）: 量子アニーラーの鎖の強度: すべてをセットするシンプルなヒューリスティック
• Authors: Valentin Gilbert, Stéphane Louise,
• Abstract要約: チップトポロジを直接マップしない問題の解決は、量子コンピュータでは依然として困難である。 相互接続された物理量子ビットの集合としての論理量子ビットの生成は、チップの間隔によって課される制限を克服する。 強磁性結合を維持するために、密結合された論理量子ビットはより低い鎖強度を必要とすることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum annealers (QA), such as D-Wave systems, become increasingly efficient and competitive at solving combinatorial optimization problems. However, solving problems that do not directly map the chip topology remains challenging for this type of quantum computer. The creation of logical qubits as sets of interconnected physical qubits overcomes limitations imposed by the sparsity of the chip at the expense of increasing the problem size and adding new parameters to optimize. This paper explores the advantages and drawbacks provided by the structure of the logical qubits and the impact of the rescaling of coupler strength on the minimum spectral gap of Ising models. We show that densely connected logical qubits require a lower chain strength to maintain the ferromagnetic coupling. We also analyze the optimal chain strength variations considering different minor embeddings of the same instance. This experimental study suggests that the chain strength can be optimized for each instance. We design a heuristic that optimizes the chain strength using a very low number of shots during the pre-processing step. This heuristic outperforms the default method used to initialize the chain strength on D-Wave systems, increasing the quality of the best solution by up to 17.2% for tested instances on the max-cut problem.
• Abstract（参考訳）: D-Waveシステムのような量子アニール(QA)は、組合せ最適化問題の解法において、より効率的かつ競争的になる。 しかし、チップトポロジを直接マップしない問題の解決は、この種の量子コンピュータでは依然として困難である。 相互接続された物理量子ビットの集合としての論理量子ビットの生成は、問題サイズの増大と最適化のための新しいパラメータの追加を犠牲にして、チップのスパーシリティによって課される制限を克服する。 本稿では,論理量子ビットの構造から得られる利点と欠点と,Isingモデルの最小スペクトルギャップに対するカプラ強度の再スケーリングの影響について考察する。 強磁性結合を維持するために、密結合された論理量子ビットはより低い鎖強度を必要とすることを示す。 また、同じインスタンスの異なる小さな埋め込みを考慮した最適鎖強度の変動も解析する。 この実験により, 各インスタンスにチェーン強度を最適化できることが示唆された。 我々は、前処理ステップで非常に少ないショット数を用いてチェーン強度を最適化するヒューリスティックを設計する。 このヒューリスティックな手法は、D-Waveシステムのチェーン強度の初期化に使用されるデフォルトの手法よりも優れており、最大カット問題におけるテストインスタンスに対して、最高の解の質を最大17.2%向上させる。

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