論文の概要: Robustness of optimal quantum annealing protocols

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.06782v2
• Date: Mon, 16 Sep 2024 15:03:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-18 00:56:51.335763
• Title: Robustness of optimal quantum annealing protocols
• Title（参考訳）: 最適量子アニールプロトコルのロバスト性
• Authors: Niklas Funcke, Julian Berberich,
• Abstract要約: ハミルトンのノルムがこれらの誤りに対するロバスト性を定量化し、コスト関数に追加の正規化項を導入する動機となっていることを示す。 我々はポントリャーギンの最大原理に基づいて、結果として生じるロバストな量子最適制御問題の最適条件を分析する。
• 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: Noise in quantum computing devices poses a key challenge in their realization. In this paper, we study the robustness of optimal quantum annealing protocols against coherent control errors, which are multiplicative Hamlitonian errors causing detrimental effects on current quantum devices. We show that the norm of the Hamiltonian quantifies the robustness against these errors, motivating the introduction of an additional regularization term in the cost function. We analyze the optimality conditions of the resulting robust quantum optimal control problem based on Pontryagin's maximum principle, showing that robust protocols admit larger smooth annealing sections. This suggests that quantum annealing admits improved robustness in comparison to bang-bang solutions such as the quantum approximate optimization algorithm. Finally, we perform numerical simulations to verify our analytical results and demonstrate the improved robustness of the proposed approach.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングデバイスのノイズは、その実現に重要な課題をもたらす。 本稿では,現在の量子デバイスに有害な影響をもたらすハミルトニアン誤差であるコヒーレント制御誤差に対する最適量子アニールプロトコルのロバスト性について検討する。 ハミルトンのノルムはこれらの誤りに対するロバスト性を定量化し、コスト関数に追加の正規化項を導入する動機となっている。 我々はポントリャーギンの最大原理に基づいて、結果として生じるロバストな量子最適制御問題の最適条件を解析し、ロバストなプロトコルがより大きな滑らかなアニール断面積を持つことを示した。 このことは、量子近似最適化アルゴリズムのようなバンバン解と比較して、量子アニールはロバスト性を向上させることを示唆している。 最後に,解析結果を検証し,提案手法のロバスト性向上を実証するために数値シミュレーションを行った。

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