論文の概要: Quantitative analysis of the effectiveness of mid-anneal measurement in quantum annealing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.20318v1
• Date: Sun, 27 Jul 2025 15:17:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-29 16:23:57.38135
• Title: Quantitative analysis of the effectiveness of mid-anneal measurement in quantum annealing
• Title（参考訳）: 量子アニールにおける中平均測定の有効性の定量的解析
• Authors: Keita Takahashi, Shu Tanaka,
• Abstract要約: 本研究では,制約付き最適化問題に対する緩和手法として,中周期測定について検討する。 その結果, 所望の溶液と基底状態のエネルギー差が小さい場合, 正中経時測定が最も有効であることがわかった。 完全連結Isingモデルの解析により,中赤経測定の有効性はシステムサイズの増加とともに持続することが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.9032638990164035
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum annealing is a promising metaheuristic for solving constrained combinatorial optimization problems. However, parameter tuning difficulties and hardware noise often prevent optimal solutions from being properly encoded as the ground states of the problem Hamiltonian. This study investigates mid-anneal measurement as a mitigation approach for such situations, analyzing its effectiveness and underlying physical mechanisms. We introduce a quantitative metric to evaluate the effectiveness of mid-anneal measurement and apply it to the graph bipartitioning problem and the quadratic knapsack problem. Our findings reveal that mid-anneal measurement is most effective when the energy difference between desired solutions and ground states is small, with effectiveness strongly governed by the energy structure. Furthermore, the effectiveness increases as the Hamming distance between the ground and excited states gets small, highlighting the role of state similarity. Analysis of fully-connected Ising models demonstrates that the effectiveness of mid-anneal measurement persists with increasing system size, indicating its scalability and practical applicability to large-scale quantum annealing.
• Abstract（参考訳）: 量子アニールは制約付き組合せ最適化問題を解く上で有望なメタヒューリスティックである。 しかし、パラメータチューニングの困難さやハードウェアノイズにより、最適解がハミルトニアン問題の基底状態として適切に符号化されるのを防ぐことがしばしばある。 本研究では,そのような状況に対する緩和的アプローチとしての中日中測定について検討し,その有効性と基礎となる物理的メカニズムについて分析した。 本研究では,中経時測定の有効性を定量的に評価し,グラフ分割問題と二次クナップサック問題に適用する。 その結果, 所望の溶液と基底状態のエネルギー差が小さく, エネルギー構造に強く支配される場合, 中間経時測定が最も有効であることがわかった。 さらに、地面と励起状態の間のハミング距離が小さくなるにつれて効果が増大し、状態類似性の役割が強調される。 完全連結Isingモデルの解析により、中赤経測定の有効性はシステムサイズの増加とともに持続し、そのスケーラビリティと大規模量子アニールへの適用性が示されている。

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