論文の概要: Leveraging Landau-Zener-Stückelberg interference for accelerating diabatic quantum annealing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.09706v1
• Date: Mon, 08 Jun 2026 16:25:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-09 14:42:07.503839
• Title: Leveraging Landau-Zener-Stückelberg interference for accelerating diabatic quantum annealing
• Title（参考訳）: Landau-Zener-Stückelberg 干渉を利用した2元系量子アニールの加速
• Authors: Matthias Werner, Matías Jonsson, Artur García-Sáez, Arnau Riera, Tameem Albash,
• Abstract要約: 我々は、ランダウ・ツェナー・シュテッケルベルク干渉を、このスピードアップの基盤となるメカニズムとみなす。 本稿では,古典的なスケジュールパラメータの最適化が時間内に可能であることを解析的に示す。 難解な問題事例では,断熱焼鈍と競合性能の大幅な改善が観察された。
• 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: Diabatic quantum annealing with variationally optimized schedules can exhibit exponential speedups over conventional adiabatic quantum annealing, as was demonstrated numerically for a frustrated Ising ring model by C{ô}t{é} et al. Here we identify Landau-Zener-St{ü}ckelberg interference as the underlying mechanism for this speedup, and based on this insight we propose a variational schedule ansatz with far fewer parameters. This simplified ansatz allows us to show analytically that the classical optimization of the schedule parameters can be done in polynomial time and discuss conditions when we expect this type of mechanism to provide speedups over adiabatic annealing. Furthermore, we provide an analytical argument that coherence is an essential resource for this mechanism, which we verify numerically. We perform extensive numerical tests of the proposed ansatz and observe substantial improvements over adiabatic annealing and competitive performance in particularly challenging problem instances, including a well-studied MAXCUT instance commonly used for benchmarking. Our work shows that explicitly leveraging physical mechanisms can lead to more effective designs of variational annealing algorithms.
• Abstract（参考訳）: C{ô}t{é} et al によるフラストレーションのあるイジング環モデルで数値的に示されたように、変動的に最適化されたスケジュールによるダイアバティックな量子アニールは、従来のアディバティックな量子アニールよりも指数関数的なスピードアップを示すことができる。 この単純化されたアンサッツは,古典的なスケジュールパラメータの最適化が多項式時間で可能であることを解析的に示し,このような機構が断熱焼鈍の高速化を期待する条件を議論することを可能にする。 さらに,コヒーレンス(コヒーレンス)が本機構の必須資源であるとして解析的議論を行い,数値的に検証する。 提案したアンザッツの広範な数値実験を行い,特に,ベンチマークによく使用されるMAXCUTインスタンスを含む問題事例において,断熱焼鈍と競合性能の大幅な改善を観察した。 我々の研究は、物理的メカニズムを明示的に活用することで、変分アニールアルゴリズムをより効果的に設計できることを示している。

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