論文の概要: Optimizing QUBO on a quantum computer by mimicking imaginary time evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22924v2
• Date: Wed, 18 Jun 2025 16:10:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-19 16:34:05.44001
• Title: Optimizing QUBO on a quantum computer by mimicking imaginary time evolution
• Title（参考訳）: 仮想時間進化を模倣した量子コンピュータ上のQUBOの最適化
• Authors: Yahui Chai, Alice Di Tucci,
• Abstract要約: ITEMC(Imaginary Time Evolution-Mimicking Circuit)を用いてQUBO問題を解決するためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 回路パラメータは、単一のビットと2ビットの期待値のみを用いて、想像上の時間進化を忠実に模倣するように最適化されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a hybrid quantum-classical algorithm for solving QUBO problems using an Imaginary Time Evolution-Mimicking Circuit (ITEMC). The circuit parameters are optimized to closely mimic imaginary time evolution, using only single- and two-qubit expectation values. This significantly reduces the measurement overhead by avoiding full energy evaluation. By updating the initial state based on results from last step iteratively, the algorithm quickly converges to the low-energy solutions. With a pre-sorting step that optimizes quantum gate ordering based on QUBO coefficients, the convergence is further improved. Our classical simulations achieve approximation ratios above 0.99 up to 150 qubits. Furthermore, the linear scaling of entanglement entropy with system size suggests that the circuit is challenging to simulate classically using tensor networks. We also demonstrate hardware runs on IBM's device for 40, 60, and 80 qubits, and obtain solutions compatible with that from simulated annealing.
• Abstract（参考訳）: ITEMC(Imaginary Time Evolution-Mimicking Circuit)を用いてQUBO問題を解くためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 回路パラメータは、単一のビットと2ビットの期待値のみを用いて、想像上の時間進化を忠実に模倣するように最適化されている。 これにより、全エネルギー評価を回避して測定オーバーヘッドを大幅に削減できる。 最後のステップの結果に基づいて初期状態を更新することにより、アルゴリズムはすぐに低エネルギーの解に収束する。 QUBO係数に基づく量子ゲート順序付けを最適化する事前ソートステップにより、収束はさらに改善される。 我々の古典シミュレーションは、0.99から150キュービットの近似比を達成する。 さらに,エンタングルメントエントロピーとシステムサイズとの線形スケーリングは,テンソルネットワークを用いた古典的なシミュレートが難しいことを示唆している。 また、ハードウェアを40、60、80キュービットのIBMデバイス上で動作させ、シミュレートされたアニールからそれと互換性のあるソリューションを得る。

関連論文リスト

• Combinatorial optimization enhanced by shallow quantum circuits with 104 superconducting qubits [14.569660066740758]
  最適化問題は、イジング・ハミルトン家への広範な適用性と自然の適合性のために大きな注目を集めている。 本稿では,Isingモデルの基底状態を高速化するアルゴリズムを設計する量子サンプリング戦略を提案する。 104個の超伝導量子ビットを用いて、このアルゴリズムは高度に最適化された古典的サブルーチン(SA)アルゴリズムに対しても良好な解を出力することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-15T02:58:38Z)
• Branch-and-bound digitized counterdiabatic quantum optimization [39.58317527488534]
  分岐とバウンドのアルゴリズムは、厳密な下界を得るために目的関数の緩和に依存する凸最適化問題を効果的に解く。 本稿では,緩和困難に対処する分枝・分枝・分枝・分枝・分枝対応量子最適化法 (BB-DCQO) を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-04-21T18:19:19Z)
• Fast Convex Optimization with Quantum Gradient Methods [2.5094874597551913]
  雑音関数評価オラクルを用いた量子(サブ)次次推定に基づく量子アルゴリズムについて検討する。 滑らかな条件と非滑らかな条件の両方において、ゼロ階凸最適化のための最初の次元非依存的な問合せ複雑性を示す。 半定値プログラミングと固有値最適化の接続を利用して、量子ミラー降下法を用いて、半定値プログラム、線形プログラム、ゼロサムゲームを解決するための新しい量子アルゴリズムを提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-21T17:58:12Z)
• Large-scale quantum annealing simulation with tensor networks and belief propagation [0.0]
  3つの正則グラフに対する量子アニールは1000量子ビットと5000000量子ビットゲートのスケールでも古典的にシミュレートできることを示す。 非退化インスタンスの場合、一意解は最後の縮小された単一量子状態から読み出すことができる。 MaxCutのような退化問題に対して、グラフテンソル-ネットワーク状態に対する近似的な測定シミュレーションアルゴリズムを導入する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-18T18:00:08Z)
• Bias-Field Digitized Counterdiabatic Quantum Algorithm for Higher-Order Binary Optimization [35.18016233072556]
  組合せ最適化は多くの産業アプリケーションにおいて重要な役割を担っている。 本稿では,高次非拘束二元最適化(HUBO)に対処するため,BF-DCQOアルゴリズムを提案する。 この結果から,BF-DCQOは,現在および短期量子プロセッサ上での大規模HUBO問題の解決に有効な経路であることが示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T17:38:59Z)
• Optimization by Decoded Quantum Interferometry [42.169154389732036]
  Decoded Quantum Interferometry (DQI) という量子アルゴリズムを導入する。 有限体上のデータに近似するために、DQIは我々の知るどの時間よりも良い近似比を達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-15T17:47:42Z)
• Light Cone Cancellation for Variational Quantum Eigensolver Ansatz [3.1347083354427707]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、ハイブリッドアプローチを利用するアルゴリズムのクラスである。 本研究では,光コーンキャンセラ法 (LCC) を用いて回路変動回路の最適化を行う。 LCCはLCCのない場合よりも高い近似比が得られる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-30T12:31:03Z)
• Nonlinear dynamics as a ground-state solution on quantum computers [39.58317527488534]
  量子ビットレジスタにおける空間と時間の両方を符号化する変分量子アルゴリズム(VQA)を提案する。 時空符号化により、1つの基底状態計算から全時間進化を得ることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-25T14:06:18Z)
• Efficient DCQO Algorithm within the Impulse Regime for Portfolio Optimization [41.94295877935867]
  本稿では,デジタルカウンセバティック量子最適化(DCQO)パラダイムを用いて,ポートフォリオ最適化のための高速なディジタル量子アルゴリズムを提案する。 提案手法は,アルゴリズムの回路深度要件を特に低減し,解の精度を向上し,現在の量子プロセッサに適している。 我々は,IonQトラップイオン量子コンピュータ上で最大20量子ビットを使用するプロトコルの利点を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-29T17:53:08Z)
• Noisy Tensor Ring approximation for computing gradients of Variational Quantum Eigensolver for Combinatorial Optimization [33.12181620473604]
  変分量子アルゴリズムは最適化の領域で計算上の優位性を提供する可能性を確立している。 これらのアルゴリズムは、スケーラビリティを制限する古典的に難解な勾配に悩まされる。 本研究では,パラメータシフト則を用いた古典的勾配法を提案するが,テンソルリング近似を用いて回路から期待値を計算する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-08T03:14:28Z)
• NISQ-compatible approximate quantum algorithm for unconstrained and constrained discrete optimization [0.0]
  本稿では,振幅符号化を用いたハードウェア効率の高い回路に対する近似勾配型量子アルゴリズムを提案する。 目的関数にペナルティ項を加えることなく, 単純な線形制約を回路に直接組み込むことができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-23T16:17:57Z)
• Approximate Quantum Compiling for Quantum Simulation: A Tensor Network based approach [1.237454174824584]
  行列生成状態(MPS)から短深さ量子回路を生成する新しいアルゴリズムであるAQCtensorを導入する。 我々のアプローチは、量子多体ハミルトニアンの時間進化から生じる量子状態の準備に特化している。 100量子ビットのシミュレーション問題に対して、AQCtensorは、結果の最適化回路の深さの少なくとも1桁の縮小を実現していることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-20T14:40:29Z)
• Iterative Qubit Coupled Cluster using only Clifford circuits [36.136619420474766]
  古典的に容易に生成できる理想的な状態準備プロトコルを特徴付けることができる。 繰り返し量子ビット結合クラスタ(iQCC)の変種を導入して,これらの要件を満たす手法を提案する。 本研究では, チタン系化合物Ti(C5H5)(CH3)3と (20, 20) 活性空間の複雑な系に研究を拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-18T20:31:10Z)
• Automatic and effective discovery of quantum kernels [41.61572387137452]
  量子コンピューティングは、カーネルマシンが量子カーネルを利用してデータ間の類似度を表現できるようにすることで、機械学習モデルを強化することができる。 本稿では,ニューラルアーキテクチャ検索やAutoMLと同じような最適化手法を用いて,この問題に対するアプローチを提案する。 その結果、高エネルギー物理問題に対する我々のアプローチを検証した結果、最良のシナリオでは、手動設計のアプローチに関して、テストの精度を一致または改善できることが示された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-22T16:42:14Z)
• Twisted hybrid algorithms for combinatorial optimization [68.8204255655161]
  提案されたハイブリッドアルゴリズムは、コスト関数をハミルトニアン問題にエンコードし、回路の複雑さの低い一連の状態によってエネルギーを最適化する。 レベル$p=2,ldots, 6$の場合、予想される近似比をほぼ維持しながら、レベル$p$を1に減らすことができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-01T19:47:16Z)
• Fixed Depth Hamiltonian Simulation via Cartan Decomposition [59.20417091220753]
  時間に依存しない深さの量子回路を生成するための構成的アルゴリズムを提案する。 一次元横フィールドXYモデルにおけるアンダーソン局在化を含む、モデルの特殊クラスに対するアルゴリズムを強調する。 幅広いスピンモデルとフェルミオンモデルに対して正確な回路を提供するのに加えて、我々のアルゴリズムは最適なハミルトニアンシミュレーションに関する幅広い解析的および数値的な洞察を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-01T19:06:00Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。