論文の概要: Towards Tensor-Network SAT-Solvers for Quantum-Classical Workflows
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.02041v1
- Date: Mon, 03 Aug 2026 10:36:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 15:07:25.489524
- Title: Towards Tensor-Network SAT-Solvers for Quantum-Classical Workflows
- Title（参考訳）: 量子古典的ワークフローのためのテンソルネットワークSATソルバーを目指して
- Abstract要約: HPC/QC統合システムは、古典的な高性能コンピューティングと量子プロセッサを組み合わせることを目的としている。
統合アーキテクチャは、QPUだけでは実装できない可観測性のような側面をサポートしなければならない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1916225387199697
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Integrated HPC/QC systems aim to combine classical high-performance computing with quantum processors, but cannot be reduced to mechanisms for dispatching quantum kernels. An integrated architecture must support aspects such as observability, which cannot be implemented using QPUs alone, as well as fallback execution and cost-aware decisions on whether to replace quantum tasks with classical surrogates. Such mechanisms must be approximate or benefit from problem structure to soften the inescapable exponential classical worst-case complexity. In this work, we study tensor-network ground-state search, as such a surrogate, for optimisation problems. This combines key quantum primitives with advanced classical simulation. It provides initial empirical indicators for surrogate selection criteria, and exposes end-to-end toolchain effects that may be missed when transformation steps are studied in isolation. We compare a native polynomial unconstrained optimisation to-higher-order-Ising and a quadratised quadratic unconstrained binary optimization to-quadratic-Ising formulation for Max-3-SAT. Both are encoded as matrix product operator and optimised using density matrix renormalisation group approaches, with simulated annealing (SA) as classical performance baseline. Our results show that quadratisation is not a neutral transformation step: auxiliary variables and pairwise couplings substantially degrade solution quality relative to the native higher-order representation, while SA matches or outperforms DMRG across all tested instances. Since the optima of Boolean satisfiability (SAT)-derived problems are classical product states, DMRGs advantages dont materialise here. These findings suggest that surrogate selection in HPC/QC runtimes must be encoding- and instance-aware and provide empirical groundwork for informed decisions on fallback strategies and architecture co-design.
- Abstract（参考訳）: HPC/QC統合システムは、古典的高性能コンピューティングと量子プロセッサを組み合わせることを目的としているが、量子カーネルをディスパッチする機構に還元することはできない。
統合アーキテクチャは、QPUだけでは実装できない可観測性のような側面をサポートし、量子タスクを古典的なサロゲートに置き換えるかどうかについて、フォールバックの実行とコストアウェアな決定をサポートする必要がある。
このようなメカニズムは、不可避な指数的古典的最悪のケースの複雑さを和らげるために、問題構造から近似または恩恵を受ける必要がある。
本研究では, シュロゲートなどのテンソルネットワーク基底状態探索を最適化問題に適用する。
これは鍵量子プリミティブと高度な古典的シミュレーションを組み合わせたものである。
選択基準をサロゲートするための実験的なインジケータを提供し、トランスフォーメーションステップを独立して研究する際に見逃される可能性のあるエンドツーエンドのツールチェーン効果を公開する。
我々は,Max-3-SATに対する2次2次2進最適化と2次2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進3進3進3進3進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進3進3進3進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進2進3進2進3進2進2進2進2進3進2進2進2進2進3進2進2進2進2進2進
どちらも行列積演算子として符号化され、密度行列再正規化群アプローチを用いて最適化され、古典的なパフォーマンスベースラインとしてシミュレートされたアニール (SA) が用いられる。
その結果、二次化は中性変換のステップではないことが明らかとなった: 補助変数とペア結合は、ネイティブな高次表現と比較して解の質を著しく低下させ、SAは全試験インスタンスでDMRGに適合または優れる。
ブール満足度(SAT)の最適問題は古典的な積状態であるため、DMRGの利点はここでは成立しない。
これらの結果は,HPC/QCランタイムにおけるサロゲート選択はエンコーディングとインスタンスアウェアであり,フォールバック戦略とアーキテクチャ共設計に関する情報決定のための実証的基盤を提供する必要があることを示唆している。
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