論文の概要: A quantum wire approach to weighted combinatorial graph optimisation problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.17115v1
- Date: Fri, 21 Mar 2025 13:00:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-24 15:40:10.439595
- Title: A quantum wire approach to weighted combinatorial graph optimisation problems
- Title（参考訳）: 重み付き組合せグラフ最適化問題に対する量子ワイヤアプローチ
- Authors: Johannes Kombe, Gerard Pelegrí, Andrew J. Daley, Jonathan D. Pritchard,
- Abstract要約: 我々は、中性原子アーキテクチャと互換性のあるレイアウトに最適化問題を埋め込むために、量子ワイヤと呼ばれるRydbergブロックされた原子の連鎖に基づく効率的なスキームを提案する。
我々の研究は、既存のツールキットを拡張して、大規模な最適化問題を解決するために中性原子配列の潜在的使用の可能性を探る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Neutral-atom arrays have recently attracted attention as a versatile platform to implement coherent quantum annealing as an approach to hard problems, including combinatorial optimisation. Here we present an efficient scheme based on chains of Rydberg-blockaded atoms, which we call quantum wires, to embed certain weighted optimisation problems into a layout compatible with the neutral atom architecture. For graphs with quasi-unit-disk connectivity, in which only a few non-native long-range interactions are present, our approach requires a significantly lower overhead in the number of ancilla qubits than previous proposals, facilitating the implementation in currently available hardware. We perform simulations of realistic annealing ramps to find the solution of combinatorial optimisation problems within our scheme, demonstrating high success probability for problems of moderate size. Furthermore, we provide numerical evidence of a favourable scaling of the minimum gap along the annealing path with increasing wire length and of the robustness of the encoding to experimental imperfections. Our work expands the existing toolkit to explore the potential use of neutral atom arrays to solve large scale optimisation problems.
- Abstract（参考訳）: ニュートラル原子配列は、組合せ最適化を含む難しい問題へのアプローチとしてコヒーレント量子アニールを実装するための多用途プラットフォームとして注目されている。
ここでは、ある重み付けされた最適化問題を中性原子アーキテクチャと互換性のあるレイアウトに埋め込むために、量子ワイヤと呼ばれる、Rydberg-blockaded 原子の連鎖に基づく効率的なスキームを提案する。
擬似単位ディスク接続性を持つグラフでは、非ネイティブな長距離通信しか存在しないため、従来の提案よりもアンシラキュービット数が大幅に削減され、現在利用可能なハードウェアの実装が容易になる。
提案手法における組合せ最適化問題の解を求めるために, 現実的な焼鈍ランプのシミュレーションを行い, 適度なサイズの問題に対して高い成功確率を示す。
さらに, 焼鈍経路に沿った最小ギャップのスケーリング, ワイヤ長の増加, 実験上の欠陥に対するエンコーディングの堅牢性について, 数値的な検証を行った。
我々の研究は、既存のツールキットを拡張して、大規模な最適化問題を解決するために中性原子配列の潜在的使用の可能性を探る。
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