論文の概要: Quantum annealing versus classical solvers: Applications, challenges and limitations for optimisation problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05542v1
- Date: Mon, 9 Sep 2024 12:07:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 14:50:09.473890
- Title: Quantum annealing versus classical solvers: Applications, challenges and limitations for optimisation problems
- Title（参考訳）: 量子アニーリングと古典的解法:最適化問題の応用、課題、限界
- Authors: Finley Alexander Quinton, Per Arne Sevle Myhr, Mostafa Barani, Pedro Crespo del Granado, Hongyu Zhang,
- Abstract要約: 我々はD-Waveのハイブリッド・ソルバを業界主導のソルバと比較した。
その結果、D-Waveの解法は整数二次目的関数に対して最も有利であることが示唆された。
D-Waveはそのような問題を解決することができるが、その性能は従来のものとはまだ一致していない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.132776290702577
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computing is rapidly advancing, harnessing the power of qubits' superposition and entanglement for computational advantages over classical systems. However, scalability poses a primary challenge for these machines. By implementing a hybrid workflow between classical and quantum computing instances, D-Wave has succeeded in pushing this boundary to the realm of industrial use. Furthermore, they have recently opened up to mixed integer linear programming (MILP) problems, expanding their applicability to many relevant problems in the field of optimisation. However, the extent of their suitability for diverse problem categories and their computational advantages remains unclear. This study conducts a comprehensive examination by applying a selection of diverse case studies to benchmark the performance of D-Wave's hybrid solver against that of industry-leading solvers such as CPLEX, Gurobi, and IPOPT. The findings indicate that D-Wave's hybrid solver is currently most advantageous for integer quadratic objective functions and shows potential for quadratic constraints. To illustrate this, we applied it to a real-world energy problem, specifically the MILP unit commitment problem. While D-Wave can solve such problems, its performance has not yet matched that of its classical counterparts.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは急速に進歩しており、古典システムに対する計算上の優位性のために量子ビットの重ね合わせと絡み合いの力を活用している。
しかし、スケーラビリティはこれらのマシンにとって大きな課題となる。
古典的および量子コンピューティングインスタンス間のハイブリッドワークフローを実装することで、D-Waveはこの境界を産業利用の領域に押し上げることに成功した。
さらに、最近、混合整数線形プログラミング(MILP)問題に開かれ、最適化分野における多くの関連する問題に適用可能となった。
しかし、様々な問題カテゴリに適合する範囲と計算上の優位性はいまだ不明である。
本研究は,CPLEX,Gurobi, IPOPTなどの業界主導の問題解決者に対して,D-Waveのハイブリッド・ソルバの性能をベンチマークするために,多種多様なケーススタディを適用して総合的な検証を行う。
この結果は、D-Waveのハイブリッドソルバが、現在整数二次目的関数に対して最も有利であり、二次的制約の可能性を示していることを示唆している。
これを説明するために,実世界のエネルギー問題,特にMILP単位コミットメント問題に適用した。
D-Waveはそのような問題を解決することができるが、その性能は従来のものとはまだ一致していない。
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