論文の概要: Hamiltonian-Guided Leverage Embedding: Robust Subspace Compression for Efficient QAOA Parameter Estimation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.07814v1
- Date: Fri, 05 Jun 2026 19:47:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-09 14:42:05.464044
- Title: Hamiltonian-Guided Leverage Embedding: Robust Subspace Compression for Efficient QAOA Parameter Estimation
- Title(参考訳): Hamiltonian-Guided Leverage Embedding: 効率的なQAOAパラメータ推定のためのロバスト部分空間圧縮
- Authors: Sumanta Mukherjee, Kalyan Dasgupta, Surya Shravan Kumar Sajja, Kameshwaran Sampath, Abhishek Singh, Dhriti Verma, Dzung Phan, Jayant Kalagnanam,
- Abstract要約: このアルゴリズムは、短期量子デバイスを最適化するためのハイブリッド量子古典的フレームワークである。
低エネルギーの量子サンプルをイジング行列に符号化し、圧縮する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.1401581501410085
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) is a hybrid quantum-classical framework for combinatorial optimization on near-term quantum devices. A central bottleneck is the classical estimation of its variational parameters γ and β, which must be optimized over a high-dimensional, non-convex landscape corrupted by sampling noise. We observe that the classical feature matrices constructed from QAOA measurement samples exhibit pronounced low-rank structure, and exploit this property for noise-robust, reduced-dimension parameter search. We present the Hamiltonian-Guided Leverage Embedding (HGLE) algorithm - a hybrid pipeline that encodes low-energy quantum samples into a weighted Ising feature matrix and compresses it via leverage-score row sampling, provably preserving the dominant rank-rsubspace geometry. The compressed representation drives a classical trust-region loop for (γ, β) estimation at a fraction of the original cost. We provide formal guarantees for rank preservation and energy approximation error, and demonstrate robustness across problem types (Max-Cut, Maximum Independent Set) and graph topologies of varying density.
- Abstract(参考訳): 量子近似最適化アルゴリズム(Quantum Approximate Optimization Algorithm, QAOA)は、近距離量子デバイス上での組合せ最適化のためのハイブリッド量子古典的フレームワークである。
中心的なボトルネックは、その変分パラメータ γ と β の古典的な推定であり、サンプリングノイズによって破壊される高次元の非凸地形上で最適化されなければならない。
我々は,QAOA測定値から構築した古典的特徴行列が顕著な低ランク構造を示すことを観察し,この特性をノイズロス,低次元パラメータ探索に利用した。
低エネルギーの量子サンプルを重み付けしたIsing特徴行列にエンコードし、レバレッジスコアの行サンプリングによって圧縮するハイブリッドパイプラインであるHGLE(Hamidian-Guided Leverage Embedding)アルゴリズムを提案する。
圧縮された表現は、(γ, β)推定のための古典的な信頼領域ループを原コストのごく一部で駆動する。
ランク保存とエネルギー近似誤差を公式に保証し、様々な密度のグラフトポロジーと問題タイプ(Max-Cut, Maximum Independent Set)の堅牢性を示す。
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