論文の概要: Quantum-Assisted Barrier Sequential Quadratic Programming for Nonlinear Optimal Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.18116v1
- Date: Mon, 20 Oct 2025 21:33:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 03:08:12.633518
- Title: Quantum-Assisted Barrier Sequential Quadratic Programming for Nonlinear Optimal Control
- Title（参考訳）: 非線形最適制御のための量子支援バリアシークエンシャル二次計画法
- Authors: Nahid Binandeh Dehaghani, Rafal Wisniewski, A. Pedro Aguiar,
- Abstract要約: 制約付き有限水平非線形最適制御問題を解くための量子支援フレームワークを提案する。
この枠組みの中では、量子サブルーチンが、シュア補数ステップを効率的に解くために組み込まれている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.033424698590539
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a quantum-assisted framework for solving constrained finite-horizon nonlinear optimal control problems using a barrier Sequential Quadratic Programming (SQP) approach. Within this framework, a quantum subroutine is incorporated to efficiently solve the Schur complement step using block-encoding and Quantum Singular Value Transformation (QSVT) techniques. We formally analyze the time complexity and convergence behavior under the cumulative effect of quantum errors, establishing local input-to-state stability and convergence to a neighborhood of the stationary point, with explicit error bounds in terms of the barrier parameter and quantum solver accuracy. The proposed framework enables computational complexity to scale polylogarithmically with the system dimension demonstrating the potential of quantum algorithms to enhance classical optimization routines in nonlinear control applications.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,制約付き有限水平非線形最適制御問題をバリアシークエンシャル準計画法(SQP)を用いて解くための量子支援フレームワークを提案する。
このフレームワーク内では、ブロックエンコーディングと量子特異値変換(QSVT)技術を用いて、Schur補ステップを効率的に解くために量子サブルーチンが組み込まれている。
我々は,量子誤差の累積効果の下での時間複雑性と収束挙動を解析し,定常点近傍に局所的な入力-状態安定性と収束性を確立する。
提案フレームワークは、非線形制御アプリケーションにおける古典的な最適化ルーチンを強化するために、量子アルゴリズムのポテンシャルを示すシステム次元と多元対数的にスケールする計算複雑性を実現する。
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