論文の概要: Direct entanglement ansatz learning (DEAL) with ZNE on error-prone superconducting qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.04021v1
- Date: Sat, 05 Apr 2025 02:05:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-16 06:40:28.908761
- Title: Direct entanglement ansatz learning (DEAL) with ZNE on error-prone superconducting qubits
- Title（参考訳）: ZNEを用いた直接絡み合いアンサッツ学習(DEAL)
- Authors: Ziqing Guo, Steven Rayan, Wenshuo Hu, Ziwen Pan,
- Abstract要約: 我々は、量子エンタングルメントに基づくアンサッツを利用して複雑な潜伏空間とゼロノイズ補間(ZNE)を探索するDirectanglement Ansatz Learning (DEAL)を導入する。
ディールは古典的な量子近似最適化アルゴリズムと比較して成功率を最大14%向上させる。
さらに、旅行セールスマン、クナップサック、マックスカット問題に対して、ほぼ最適な地上エネルギーソリューションを提供するDEALの能力を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.05999777817331316
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum combinatorial optimization algorithms typically face challenges due to complex optimization landscapes featuring numerous local minima, exponentially scaling latent spaces, and susceptibility to quantum hardware noise. In this study, we introduce Direct Entanglement Ansatz Learning (DEAL), wherein we employ a direct mapping from quadratic unconstrained binary problem parameters to quantum ansatz angles for cost and mixer hamiltonians, which improves the convergence rate towards the optimal solution. Our approach exploits a quantum entanglement-based ansatz to effectively explore intricate latent spaces and zero noise extrapolation (ZNE) to greatly mitigate the randomness caused by crosstalk and coherence errors. Our experimental evaluation demonstrates that DEAL increases the success rate by up to 14% compared to the classic quantum approximation optimization algorithm while also controlling the error variance. In addition, we demonstrate the capability of DEAL to provide near optimum ground energy solutions for travelling salesman, knapsack, and maxcut problems, which facilitates novel paradigms for solving relevant NP-hard problems and extends the practical applicability of quantum optimization using noisy quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 量子組合せ最適化アルゴリズムは、多くの局所的なミニマを特徴とする複雑な最適化の展望、指数関数的に遅延空間をスケーリングし、量子ハードウェアのノイズを受けやすいことによる課題に直面するのが一般的である。
本研究では,2次非制約二元問題パラメータから,コストとミキサーハミルトニアンに対する量子アンサッツ角への直接写像を用いることにより,最適解への収束率を向上させることを目的とした,直接絡み合いアンサッツ学習(DEAL)を提案する。
提案手法では,量子エンタングルメントに基づくアンサッツを用いて複雑な潜伏空間とゼロノイズ外挿(ZNE)を効果的に探索し,クロストークやコヒーレンスエラーによるランダム性を大幅に軽減する。
実験により,DeALは従来の量子近似最適化アルゴリズムと比較して最大14%向上し,誤差分散も制御できることがわかった。
さらに、旅行セールスマン、クナップサック、マックスカット問題に対して、DECが最適に近い地上エネルギーソリューションを提供する能力を示し、関連するNPハード問題を解くための新しいパラダイムを促進し、ノイズの多い量子ハードウェアを用いた量子最適化の実践的適用性を拡張した。
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