Variationsquantenlinearlöser

Variationsquantenlinearlöser

Carlos Bravo-Prieto1,2,3, Ryan LaRose4, M.Cerezo1,5, Yigit Subasi6, Lukasz Cincio1, und Patrick J. Coles1

1Theoretische Abteilung, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545, USA.
2Barcelona Supercomputing Center, Barcelona, ​​Spanien.
3Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, ​​Barcelona, ​​Spanien.
4Abteilung für Computermathematik, Naturwissenschaften und Ingenieurwesen und Abteilung für Physik und Astronomie, Michigan State University, East Lansing, MI 48823, USA.
5Zentrum für nichtlineare Studien, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA
6Abteilung für Computer, Computer- und Statistikwissenschaften, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545, USA

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Abstrakt

Bisher vorgeschlagene Quantenalgorithmen zur Lösung linearer Gleichungssysteme sind aufgrund der erforderlichen Schaltungstiefe kurzfristig nicht umsetzbar. Hier schlagen wir einen hybriden quantenklassischen Algorithmus namens Variational Quantum Linear Solver (VQLS) zur Lösung linearer Systeme auf kurzfristigen Quantencomputern vor. VQLS versucht, $|xrangle$ variierend vorzubereiten, so dass $A|xranglepropto|brangle$. Wir leiten eine operativ sinnvolle Beendigungsbedingung für VQLS ab, die es ermöglicht, sicherzustellen, dass eine gewünschte Lösungsgenauigkeit $epsilon$ erreicht wird. Konkret beweisen wir, dass $C geqslant epsilon^2 / kappa^2$ ist, wobei $C$ die VQLS-Kostenfunktion und $kappa$ die Bedingungszahl von $A$ ist. Wir stellen effiziente Quantenschaltkreise zur Schätzung von $C$ vor und liefern gleichzeitig Beweise für die klassische Härte seiner Schätzung. Mithilfe des Quantencomputers von Rigetti implementieren wir erfolgreich VQLS bis zu einer Problemgröße von 1024 x 1024 $. Schließlich lösen wir numerisch nichttriviale Probleme mit einer Größe von bis zu $2^{50}mal2^{50}$. Für die spezifischen Beispiele, die wir betrachten, stellen wir heuristisch fest, dass die Zeitkomplexität von VQLS effizient in $epsilon$, $kappa$ und der Systemgröße $N$ skaliert.

► BibTeX-Daten

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Die obigen Zitate stammen von SAO / NASA ADS (Zuletzt erfolgreich aktualisiert am 2023, 11:22:11 Uhr). Die Liste ist möglicherweise unvollständig, da nicht alle Verlage geeignete und vollständige Zitationsdaten bereitstellen.

Konnte nicht abrufen Crossref zitiert von Daten während des letzten Versuchs 2023-11-22 11:14:20: Von Crossref konnten keine zitierten Daten für 10.22331 / q-2023-11-22-1188 abgerufen werden. Dies ist normal, wenn der DOI kürzlich registriert wurde.

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