論文の概要: Digital-Analog Counterdiabatic Quantum Optimization with Trapped Ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.01447v2
- Date: Mon, 20 May 2024 20:38:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-22 17:52:56.616808
- Title: Digital-Analog Counterdiabatic Quantum Optimization with Trapped Ions
- Title（参考訳）: トラップイオンを用いたディジタルアナログ反断熱量子最適化
- Authors: Shubham Kumar, Narendra N. Hegade, Alejandro Gomez Cadavid, Murilo Henrique de Oliveira, Enrique Solano, F. Albarrán-Arriagada,
- Abstract要約: 本稿では,最適化問題に適した反断熱量子力学の,ハードウェア固有の問題依存型ディジタルアナログ量子アルゴリズムを提案する。
アナログブロックとデジタルステップの最適構成は、純粋にデジタルアプローチに比べて回路深さが大幅に減少することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 38.740059709429936
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a hardware-specific, problem-dependent digital-analog quantum algorithm of a counterdiabatic quantum dynamics tailored for optimization problems. Specifically, we focus on trapped-ion architectures, taking advantage from global M{\o}lmer-S{\o}rensen gates as the analog interactions complemented by digital gates, both of which are available in the state-of-the-art technologies. We show an optimal configuration of analog blocks and digital steps leading to a substantial reduction in circuit depth compared to the purely digital approach. This implies that, using the proposed encoding, we can address larger optimization problem instances, requiring more qubits, while preserving the coherence time of current devices. Furthermore, we study the minimum gate fidelity required by the analog blocks to outperform the purely digital simulation, finding that it is below the best fidelity reported in the literature. To validate the performance of the digital-analog encoding, we tackle the maximum independent set problem, showing that it requires fewer resources compared to the digital case. This hybrid co-design approach paves the way towards quantum advantage for efficient solutions of quantum optimization problems.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,最適化問題に適した反断熱量子力学の,ハードウェア固有の問題依存型ディジタルアナログ量子アルゴリズムを提案する。
具体的には,デジタルゲートを補完するアナログ相互作用として,グローバルなM{\o}lmer-S{\o}rensenゲートを活かして,トラップイオンアーキテクチャに着目する。
アナログブロックとデジタルステップの最適構成は、純粋にデジタルアプローチに比べて回路深さが大幅に減少することを示す。
これは、提案したエンコーディングを使うことで、現在のデバイスのコヒーレンス時間を保ちながら、より多くのキュービットを必要とする、より大きな最適化問題インスタンスに対処できることを意味している。
さらに, アナログブロックの最小ゲート忠実度は, 純粋デジタルシミュレーションよりも優れており, 文献で報告されている最良忠実度以下であることが確認された。
ディジタル・アナログ符号化の性能を検証するため,最大独立セット問題に取り組み,デジタル・ケースに比べて少ないリソースを必要とすることを示す。
このハイブリッド共設計アプローチは、量子最適化問題の効率的な解に対する量子優位性への道を開く。
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