論文の概要: VQE for Ising Model \& A Comparative Analysis of Classical and Quantum Optimization Methods
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.19176v1
- Date: Thu, 26 Dec 2024 11:25:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-30 17:25:01.479306
- Title: VQE for Ising Model \& A Comparative Analysis of Classical and Quantum Optimization Methods
- Title（参考訳）: Ising Model \&A Comparison Analysis of Classical and Quantum Optimization Methods
- Authors: Duc-Truyen Le, Vu-Linh Nguyen, Triet Minh Ha, Cong-Ha Nguyen, Quoc-Hung Nguyen, Van-Duy Nguyen,
- Abstract要約: 本稿では,新しい量子最適化手法QN-SPSA+PSRを提案する。
QN-SPSA計算効率とPSRの正確な勾配を統合し、安定性と収束速度の両方を改善している。
また、IsingモデルとNISQで最もよく動作するものを見つけるために、量子回路アンサッツ構造を詳細に研究する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.03905835096574
- License:
- Abstract: In this study, we delved into several optimization methods, both classical and quantum, and analyzed the quantum advantage that each of these methods offered, and then we proposed a new combinatorial optimization scheme, deemed as QN-SPSA+PSR which combines calculating approximately Fubini-study metric (QN-SPSA) and the exact evaluation of gradient by Parameter-Shift Rule (PSR). The QN-SPSA+PSR method integrates the QN-SPSA computational efficiency with the precise gradient computation of the PSR, improving both stability and convergence speed while maintaining low computational consumption. Our results provide a new potential quantum supremacy in the VQE's optimization subroutine and enhance viable paths toward efficient quantum simulations on Noisy Intermediate-Scale Quantum Computing (NISQ) devices. Additionally, we also conducted a detailed study of quantum circuit ansatz structures in order to find the one that would work best with the Ising model and NISQ, in which we utilized the symmetry of the investigated model.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,古典的手法と量子的手法の両方を探索し,これらの手法が提案した量子的優位性を解析し,約フビニスタディメトリック(QN-SPSA)とパラメータシフトルール(PSR)による勾配の正確な評価を組み合わせた新しい組合せ最適化手法を提案する。
QN-SPSA+PSR法は、QN-SPSA計算効率とPSRの正確な勾配計算を統合し、低い計算消費を維持しながら安定性と収束速度を両立させる。
この結果は,VQEの最適化サブルーチンに新たな量子超越性を与えるとともに,ノイズ中間規模量子コンピューティング(NISQ)デバイス上での効率的な量子シミュレーションへの有効な経路を向上する。
さらに,Ising モデルと NISQ に最適である量子回路アンサッツ構造を詳細に検討し,その対称性を利用した。
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