論文の概要: Genuine Multipartite Entanglement in Quantum Optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08119v1
- Date: Tue, 12 Nov 2024 19:00:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-14 16:11:01.637476
- Title: Genuine Multipartite Entanglement in Quantum Optimization
- Title（参考訳）: 量子最適化における遺伝子多部絡み合い
- Authors: Gopal Chandra Santra, Sudipto Singha Roy, Daniel J. Egger, Philipp Hauke,
- Abstract要約: マルチパーティの絡み合いは、正確な解で瞬時状態の重なり合いに上限を与えることを示す。
私たちの結果は、量子最適化のリソースとして、量子相関がいかに複雑なものになったかを明らかにするのに役立ちます。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3495246564946556
- License:
- Abstract: The ability to generate bipartite entanglement in quantum computing technologies is widely regarded as pivotal. However, the role of genuinely multipartite entanglement is much less understood than bipartite entanglement, particularly in the context of solving complicated optimization problems using quantum devices. It is thus crucial from both the algorithmic and hardware standpoints to understand whether multipartite entanglement contributes to achieving a good solution. Here, we tackle this challenge by analyzing genuine multipartite entanglement -- quantified by the generalized geometric measure -- generated in Trotterized quantum annealing and the quantum approximate optimization algorithm. Using numerical benchmarks, we analyze its occurrence in the annealing schedule in detail. We observe a multipartite-entanglement barrier, and we explore how it correlates to the algorithm's success. We also prove how multipartite entanglement provides an upper bound to the overlap of the instantaneous state with an exact solution. Vice versa, the overlaps to the initial and final product states, which can be easily measured experimentally, offer upper bounds for the multipartite entanglement during the entire schedule. Our results help to shed light on how complex quantum correlations come to bear as a resource in quantum optimization.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティング技術におけるバイパーティライトの絡み合いを生成する能力は、広く重要視されている。
しかし、特に量子デバイスを用いた複雑な最適化問題を解く文脈において、真のマルチパーティ・エンタングルメントの役割は、バイパート・エンタングルメントよりも理解されていない。
したがって、アルゴリズムとハードウェアの両面から、マルチパーティの絡み合いが優れたソリューションの実現に寄与するかどうかを理解することが不可欠である。
ここでは、トロタライズド量子アニール法と量子近似最適化アルゴリズムで生成される真の多部絡み合い(一般化幾何測度で定量化)を解析することにより、この問題に対処する。
数値ベンチマークを用いて、アニーリングスケジュールにおけるその発生を詳細に分析する。
我々は,多部交絡障壁を観測し,それがアルゴリズムの成功にどのように相関するかを考察する。
また,複数粒子の絡み合いが即時状態と正確な解との重なりに上限を与えることを示す。
逆に、実験的に容易に測定できる初期積状態と最終積状態の重なりは、スケジュール全体において多部的絡み合いの上限を与える。
私たちの結果は、量子最適化のリソースとして、量子相関がいかに複雑なものになったかを明らかにするのに役立ちます。
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