論文の概要: SUTURE: Syndrome-Guided Repair for Segmented Feasibility-Preserving VQAs on Noisy Hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.13935v1
- Date: Sat, 12 Sep 2026 13:30:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 07:15:05.614587
- Title: SUTURE: Syndrome-Guided Repair for Segmented Feasibility-Preserving VQAs on Noisy Hardware
- Title（参考訳）: ノイズハードウエアにおけるセグメンテーション型可能性保存型VQAのための症候群誘導修復法
- Abstract要約: 制約付きバイナリ最適化は、スケジューリング、リソース割り当て、ファイナンスにおけるNPハード問題の代表クラスである。
SuTURE: syndrome-guided repairは,非実現不可能な測定を破棄せずに修正するランタイムである。
120キュービットまでのシミュレーションにおいて、SUTUREは浄化が崩壊するノイズレベルを超えて実行チェーンを継続する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.247694541566899
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Constrained binary optimization is a representative class of NP-hard problems in scheduling, resource allocation, and finance. Segmented feasibility-preserving variational quantum algorithms (VQAs) are a promising approach that restricts ideal circuit evolution to feasible assignments and executes short measure-and-reseed segments. The existing boundary runtime enforces feasibility through purification, which discards measurements that violate the constraints. As problem size and noise increase, feasible measurements become rare; if no shot survives, the execution chain terminates. In our 72-qubit graph-coloring experiment on a real-device IBM Heron, 11 of 12 purification chains terminate before completing all segments. We propose SUTURE: syndrome-guided repair, a runtime that repairs infeasible measurements instead of discarding them and is deployable on current quantum devices. SUTURE exploits a parity-check-like structure induced by the problem constraints: violated constraints form a syndrome that detects and localizes corruption and, under suitable structural conditions, often identifies a correction. SUTURE combines three stages: (1) a compile-time profiler that uses the compiled constraints and feasible initialization samples to predict single-flip recovery, with a maximum error of 0.011 across four constraint families; (2) a bounded runtime decoder that replaces purification inside the segmented execution loop; and (3) a regime analysis that identifies when repair is preferable to purification. In simulation up to 120 qubits, SUTURE continues the execution chain far beyond the noise level at which purification collapses. In the same 72-qubit experiment on IBM Heron hardware, SUTURE completes all segments in all 12 runs, and hardware timing experiment, decoding adds 1.6% to execution-path latency and less than 1% to total pipeline latency.
- Abstract（参考訳）: 制約付きバイナリ最適化は、スケジューリング、リソース割り当て、ファイナンスにおけるNPハード問題の代表クラスである。
セグメント化実現可能性保存型変分量子アルゴリズム(VQA)は、理想回路の進化を実現可能な割り当てに制限し、短い測度と参照のセグメントを実行する、有望なアプローチである。
既存のバウンダリランタイムは、制約に違反した測定を破棄するパーフィケーションを通じて、ファシビリティを強制する。
問題の大きさとノイズが増加すると、実現可能な測定はまれになり、もしショットが生き残らなければ実行チェーンは終了する。
IBM Heronの72量子グラフカラー化実験では、12個の浄化鎖のうち11個が全セグメントを完了する前に終了する。
提案するSUTURE: syndrome-guided repairは,既存の量子デバイスにデプロイ可能な,実現不可能な測定値の修復を行うランタイムである。
SuTUREは、問題制約によって引き起こされるパリティチェックのような構造を利用する: 違反した制約は、腐敗を検出してローカライズするシンドロームを形成し、適切な構造条件の下では、しばしば修正を識別する。
SuTUREは、(1)コンパイルされた制約と実行可能な初期化サンプルを使用して、単一フリップリカバリを予測するコンパイル時プロファイラと、4つの制約ファミリにわたる最大エラー0.011、(2)セグメント化された実行ループ内での浄化を置き換える境界付きランタイムデコーダ、(3)修復が好まれる時を識別する状態解析の3つの段階を組み合わせる。
120キュービットまでのシミュレーションにおいて、SUTUREは浄化が崩壊するノイズレベルを超えて実行チェーンを継続する。
IBM Heronハードウェア上で同じ72量子ビットの実験で、SUTUREは全12実行中の全セグメントを完了し、ハードウェアタイミング実験では、デコードによって実行パスレイテンシが1.6%、パイプライン全体のレイテンシが1%未満になる。
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