論文の概要: Grover Adaptive Search with Spin Variables

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11633v1
• Date: Tue, 15 Oct 2024 14:24:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-16 14:00:53.947504
• Title: Grover Adaptive Search with Spin Variables
• Title（参考訳）: スピン変数を用いたグロバー適応探索
• Authors: Shintaro Fujiwara, Naoki Ishikawa,
• Abstract要約: このスピンベースアルゴリズムのために設計された新しい量子辞書サブルーチンを導入する。 このアプローチの重要な利点は、量子回路を構成するのに必要なCNOTゲートの数を大幅に削減することである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.190355298836875
• License:
• Abstract: This paper presents a novel approach to Grover adaptive search (GAS) for a combinatorial optimization problem whose objective function involves spin variables. While the GAS algorithm with a conventional design of a quantum dictionary subroutine handles a problem associated with an objective function with binary variables $\{0,1\}$, we reformulate the problem using spin variables $\{+1,-1\}$ to simplify the algorithm. Specifically, we introduce a novel quantum dictionary subroutine that is designed for this spin-based formulation. A key benefit of this approach is the substantial reduction in the number of CNOT gates required to construct the quantum circuit. We theoretically demonstrate that, for certain problems, our proposed approach can reduce the gate complexity from an exponential order to a polynomial order, compared to the conventional binary-based approach. This improvement has the potential to enhance the scalability and efficiency of GAS, particularly in larger quantum computations.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,スピン変数を対象関数とする組合せ最適化問題に対して,Grover Adaptive Search (GAS) に対する新しいアプローチを提案する。 従来の量子辞書のサブルーチンを設計したGASアルゴリズムでは、2進変数 $\{0,1\}$ の目的関数に関連する問題を扱いながら、スピン変数 $\{+1,-1\}$ を用いて問題を再構成し、アルゴリズムを単純化する。 具体的には、このスピンベースの定式化のために設計された新しい量子辞書サブルーチンを導入する。 このアプローチの重要な利点は、量子回路を構成するのに必要なCNOTゲートの数を大幅に削減することである。 提案手法は, ある問題に対して, 従来の二進法に比べて指数順序から多項式順序へのゲート複雑性を低減できることを理論的に証明する。 この改良は、特に大きな量子計算において、GASのスケーラビリティと効率を高める可能性がある。

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