論文の概要: Performance analysis of a filtering variational quantum algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.08933v1
- Date: Sat, 13 Apr 2024 08:50:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-16 18:03:29.218516
- Title: Performance analysis of a filtering variational quantum algorithm
- Title（参考訳）: フィルタリング変分量子アルゴリズムの性能解析
- Authors: Gabriel Marin-Sanchez, David Amaro,
- Abstract要約: Filtering Variational Quantum Eigensolver (F-VQE) は、既存の量子コンピュータにおける最適化問題を解くために設計された変分型ハイブリッド量子アルゴリズムである。
我々は、パラメータ化量子回路として、瞬時量子多項式回路を用いる。
F-VQEの実用的優位性には大きな発展が必要であると結論付けている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Even a minor boost in solving combinatorial optimization problems can greatly benefit multiple industries. Quantum computers, with their unique information processing capabilities, hold promise for delivering such enhancements. The Filtering Variational Quantum Eigensolver (F-VQE) is a variational hybrid quantum algorithm designed to solve combinatorial optimization problems on existing quantum computers with limited qubit number, connectivity, and fidelity. In this work we employ Instantaneous Quantum Polynomial circuits as our parameterized quantum circuits. We propose a hardware-efficient implementation that respects limited qubit connectivity and show that they halve the number of circuits necessary to evaluate the gradient with the parameter-shift rule. To assess the potential of this protocol in the context of combinatorial optimization, we conduct extensive numerical analysis. We compare the performance against three classical baseline algorithms on weighted MaxCut and the Asymmetric Traveling Salesperson Problem (ATSP). We employ noiseless simulators for problems encoded on 13 to 29 qubits, and up to 37 qubits on the IBMQ real quantum devices. The ATSP encoding employed reduces the number of qubits and avoids the need of constraints compared to the standard QUBO / Ising model. Despite some observed positive signs, we conclude that significant development is necessary for a practical advantage with F-VQE.
- Abstract（参考訳）: 組合せ最適化問題を解く際の小さな進歩でさえ、複数の産業に大きな利益をもたらす。
量子コンピュータは独自の情報処理機能を備えており、そのような拡張を提供することを約束している。
フィルタ変分量子固有解法(英: Filtering Variational Quantum Eigensolver、F-VQE)は、量子ビット数、接続性、忠実度に制限された既存の量子コンピュータにおける組合せ最適化問題を解くために設計された変分ハイブリッド量子アルゴリズムである。
本研究では、パラメータ化量子回路として、瞬時量子多項式回路を用いる。
本稿では,量子ビット接続の制限を考慮し,パラメータシフト則による勾配評価に必要な回路数を半減するハードウェア効率の実装を提案する。
組合せ最適化の文脈において、このプロトコルの可能性を評価するために、我々は広範囲な数値解析を行う。
重み付きMaxCutの3つの古典的ベースラインアルゴリズムと非対称トラベリングセールスマン問題(ATSP)を比較した。
我々は、13から29の量子ビットで符号化された問題と、IBMQの実量子デバイスで最大37の量子ビットにノイズレスシミュレータを採用。
ATSPエンコーディングは、量子ビットの数を減らし、標準QUBO / Isingモデルと比較して制約の必要を避ける。
F-VQEの実用的優位性には大きな発展が必要であると結論付けている。
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