論文の概要: Iterative quantum algorithms for the minimum vertex cover problem based on continuous-time quantum walks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27915v1
- Date: Thu, 30 Jul 2026 09:29:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.487139
- Title: Iterative quantum algorithms for the minimum vertex cover problem based on continuous-time quantum walks
- Title(参考訳): 連続時間量子ウォークに基づく最小頂点被覆問題に対する反復量子アルゴリズム
- Abstract要約: 最小頂点被覆問題に対する制約保存型ハイブリッド量子古典グリードフレームワークを提案する。
このフレームワークは、射影されたパウリ-X項を使い、その和は実現可能な部分空間を保存し、その内部は、実現可能な被覆の層グラフの隣接行列として正確に作用する。
条件付きエネルギー戦略はテストされたインスタンスで最適に動作し、アルゴリズムの性能は正確な連続時間制限に近く維持されることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a constraint-preserving hybrid quantum-classical greedy framework for the minimum vertex cover problem, which extends directly to maximum independent set by bitwise complementation. The framework uses projected Pauli-X terms whose sum preserves the feasible subspace and acts within it exactly as the adjacency matrix of a layered graph of feasible covers. This graph is connected, so every feasible cover is linked to the configuration containing all vertices by a sequence of allowed single-vertex flips. Starting from this configuration, the corresponding continuous-time quantum walk propagates amplitude into layers containing progressively smaller covers. We rank vertices using either their marginal cover probabilities or the expected cover size obtained after fixing each candidate vertex in the cover, and use these rankings to guide recursive greedy reductions. Across several random-graph families, with walk times fixed using independent calibration ensembles, the quantum-informed algorithms achieve lower mean approximation ratios and solve a larger fraction of instances optimally than their corresponding classical greedy baselines. The conditioned-energy strategy performs best on the tested instances and retains algorithmic performance close to the exact continuous-time limit under low-depth Trotterisation. For bounded-degree graphs, each Trotter layer has circuit depth independent of system size, and the framework requires neither penalty terms nor variational training.
- Abstract(参考訳): 本稿では,最小頂点被覆問題に対する制約保存型ハイブリッド量子古典グリードフレームワークを提案する。
このフレームワークは、射影されたパウリ-X項を使い、その和は実現可能な部分空間を保存し、その内部は、実現可能な被覆の層グラフの隣接行列として正確に作用する。
このグラフは連結であるため、すべての実現可能な被覆は、許容される単頂点フリップの列によって全ての頂点を含む構成にリンクされる。
この構成から始まり、対応する連続時間量子ウォークは振幅を徐々に小さいカバーを含む層に伝播させる。
本研究は,各候補頂点の固定後に得られた限界被覆確率と予測被覆サイズを用いて頂点をランク付けし,これらのランキングを用いて再帰性欲求低下を導出する。
独立キャリブレーションアンサンブルを用いてウォークタイムを固定したランダムグラフ系では、量子インフォームドアルゴリズムは平均近似比を低くし、対応する古典的なグリードベースラインよりも広い数のインスタンスを最適に解決する。
条件付きエネルギー戦略は、テストインスタンス上で最善を尽くし、低深度トロッタライゼーションの下での正確な連続時間限界に近いアルゴリズム性能を維持する。
有界グラフの場合、各トロッター層はシステムサイズに依存しない回路深度を持ち、フレームワークはペナルティ条件も変分訓練も必要としない。
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