אופטימיזציה קוונטית זוגית: מהדר

אופטימיזציה קוונטית זוגית: מהדר

חותמת זמן: 17 במרץ 2023 5:42

קיליאן אנדר1,2, Roeland ter Hoeven1,2, בנימין א' ניהוף1, מיייק דרייב-שון1,2, וולפגנג לכנר1,2

1Parity Quantum Computing GmbH, A-6020 אינסברוק, אוסטריה
2המכון לפיזיקה תיאורטית, אוניברסיטת אינסברוק, A-6020 אינסברוק, אוסטריה

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

אנו מציגים אופטימיזציה קוונטית זוגית במטרה לפתור בעיות אופטימיזציה המורכבות מאינטראקציות שרירותיות של $k$-גוף ותנאי צד באמצעות ארכיטקטורות שבבים קוונטיים מישוריים. השיטה מציגה פירוק של גרף הבעיה עם מונחים שרירותיים של $k$-גוף באמצעות מחזורים סגורים מוכללים של היפרגרף. ניתן לכלול תנאי צד של בעיית האופטימיזציה בצורה של אילוצים קשים כמחזורים פתוחים המכילים את התנאים המעורבים בתנאי הצד. מיפוי השוויון המוכלל עוקף אפוא את הצורך לתרגם בעיות אופטימיזציה לבעיית אופטימיזציה בינארית ריבועית בלתי מוגבלת (QUBO) ומאפשר קידוד ישיר של בעיות אופטימיזציה בינארית מוגבלות מסדר גבוה (HCBO) על סריג מרובע ואפשרות מקבילה מלאה של שערים.

אופטימיזציה קוונטית זוגית: מהדר PlatoBlockchain Data Intelligence. חיפוש אנכי. איי.

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] סקוט קירקפטריק, C Daniel Gelatt, ומריו P Vecchi. "אופטימיזציה על ידי חישול מדומה". מדע 220, 671–680 (1983).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.220.4598.671

[2] אנדרו לוקאס. "ניסוחים של Ising של בעיות np רבות". Frontiers in Physics 2, 5 (2014).
https: / / doi.org/ 10.3389 / fphy.2014.00005

[3] JI Cirac ו-P. Zoller. "חישובים קוונטיים עם יונים לכודים קרים". פיזי. הכומר לט. 74, 4091–4094 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.74.4091

[4] ריינר בלאט וכריסטיאן פ רוס. "הדמיות קוונטיות עם יונים לכודים". טבע פיזיקה 8, 277–284 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys2252

[5] דיוויד קילפינסקי, כריס מונרו ודיוויד ג'יי ווינלנד. "ארכיטקטורה למחשב קוונטי בקנה מידה גדול עם מלכודת יונים". טבע 417, 709–711 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature00784

[6] D Jaksch, JI Cirac, P Zoller, et al. "שערים קוונטיים מהירים לאטומים ניטרליים". פיזי. הכומר לט. 85, 2208–2211 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.85.2208

[7] Loïc Henriet, Lucas Beguin, Adrien Signoles, ועוד. "מחשוב קוונטי עם אטומים ניטרליים". Quantum 4, 327 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-09-21-327

[8] M. Saffman, TG Walker, and K. Mølmer. "מידע קוונטי עם אטומי רידברג". כומר מוד. פיזי. 82, 2313–2363 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.2313

[9] עמנואל בלוך, ז'אן דליברד ווילהלם צוורגר. "פיזיקת גוף רבים עם גזים קרים במיוחד". כומר מוד. פיזי. 80, 885–964 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.80.885

[10] האנס ברנין, סילבן שוורץ, אלכסנדר קיסלינג ועוד. "בדיקת דינמיקה של גופים רבים בסימולטור קוונטי של 51 אטומים". טבע 551, 579–584 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature24622

[11] Jens Koch, Terri M. Yu, Jay Gambetta, et al. "עיצוב קיוביט לא רגיש לטעינה נגזר מתיבה זוג קופר". פיזי. ר' א 76, 042319 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.76.042319

[12] אנדראס וולרף, דייוויד שוסטר, אלכסנדר בלייס ועוד. "צימוד חזק של פוטון בודד לקיוביט מוליך-על באמצעות אלקטרודינמיקה קוונטית במעגל". טבע 431, 162–167 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature02851

[13] מארק W Johnson, Mohammad HS Amin, Suzanne Gildert, et al. "חישול קוונטי עם ספינים מיוצרים". טבע 473, 194–198 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature10012

[14] פרנק ארוט, קונאל אריה, ריאן בבוש ועוד. "עליונות קוונטית באמצעות מעבד מוליך-על הניתן לתכנות". טבע 574, 505–510 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1666-5

[15] L Childress, MV Gurudev Dutt, JM Taylor, et al. "דינמיקה קוהרנטית של קוביטים מקושרים של אלקטרונים וספין גרעיני ביהלום". מדע 314, 281–285 (2006).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1131871

[16] ג'רמי ל אובריאן, אקירה פורוסאווה וג'לנה ווצ'קוביץ'. "טכנולוגיות קוונטיות פוטוניות". Nature Photonics 3, 687–695 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2009.229

[17] Xiaogang Qiang, Xiaoqi Zhou, Jianwei Wang, ועוד. "פוטוניקת סיליקון קוונטית בקנה מידה גדול המיישמת עיבוד שני קיוביטים שרירותי". טבע פוטוניקה 12, 534–539 (2018).
https: / doi.org/â € ‹10.1038 / s41566-018-0236-y

[18] GG Guerreschi ו-AY Matsuura. "קאואה לחיתוך מקסימלי דורשת מאות קיוביטים להאצה קוונטית". דוחות מדעיים 9, 6903 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-019-43176-9

[19] אדוארד פרחי, דיוויד גמרניק וסם גוטמן. "אלגוריתם האופטימיזציה המשוערת הקוונטית צריך לראות את כל הגרף: דוגמאות למקרה הגרוע ביותר" (2020). arXiv:2005.08747.
arXiv: 2005.08747

[20] תמם אלבש ודניאל א.לידר. "חישוב קוונטי אדיאבטי". כומר מוד. פיזי. 90, 015002 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.90.015002

[21] Tadashi Kadowaki ו Hidetoshi Nishimori. "חישול קוונטי במודל ההזזה הרוחבי". פיזי. Rev. E 58, 5355–5363 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.58.5355

[22] Philipp Hauke, Helmut G Katzgraber, Wolfgang Lechner, et al. "פרספקטיבות של חישול קוונטי: שיטות ויישומים". דוחות על התקדמות בפיזיקה 83, 054401 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​ab85b8

[23] Rongxin Xia, Teng Bian, ו-Saber Kais. "חישובי מבנה אלקטרוניים והמילטוני האיזינג". The Journal of Physical Chemistry B 122, 3384–3395 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1021/​acs.jpcb.7b10371

[24] אלחנדרו פרדומו-אורטיז, ניל דיקסון, מרשל דרו-ברוק ועוד. "מציאת קונפורמציות באנרגיה נמוכה של מודלים של חלבון סריג על ידי חישול קוונטי". דוחות מדעיים 2, 571 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep00571

[25] באונן וואנג, פנג הו, האונן יאו וצ'או וואנג. "אלגוריתם ראשוני של פירוק המבוסס על אופטימיזציה של פרמטרים של מודל ההפצה". דוחות מדעיים 10, 7106 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-020-62802-5

[26] רומן אורוס, סמואל מוגל ואנריקה ליזאסו. "חיזוי קריסות פיננסיות באמצעות מחשוב קוונטי". פיזי. Rev. A 99, 060301 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.060301

[27] מיייק דרייב-שון, יונס ג'וואנמארד, קיליאן אנדר ווולפגנג לכנר. "אופטימיזציה קוונטית זוגית: אילוצי קידוד" (2021). arXiv:2105.06235.
arXiv: 2105.06235

[28] מייקל פלנר, קיליאן אנדר, רולנד טר הובן ווולפגנג לכנר. "אופטימיזציה קוונטית זוגית: מדדים" (2021). arXiv:2105.06240.
arXiv: 2105.06240

[29] וולפגנג לכנר, פיליפ האוק ופיטר צולר. "ארכיטקטורת חישול קוונטית עם קישוריות הכל לכול מאינטראקציות מקומיות". מדע התקדמות 1 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1500838

[30] פרננדו פסטבסקי וג'ון פרסקיל. "תיקון שגיאה עבור חישול קוונטי מקודד". פיזי. Rev. A 93 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.052325

[31] אדוארד פרחי, ג'פרי גולדסטון וסם גוטמן. "אלגוריתם אופטימיזציה קוונטי משוער" (2014). arXiv:1411.4028.
arXiv: 1411.4028

[32] וולפגנג לכנר. "אופטימיזציה משוערת קוונטית עם שערים הניתנים להקבלה". IEEE Transactions on Quantum Engineering 1, 1–6 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TQE.2020.3034798

[33] Nikolaj Moll, Panagiotis Barkoutsos, Lev S Bishop, et al. "אופטימיזציה קוונטית באמצעות אלגוריתמים וריאציות במכשירים קוונטיים לטווח הקרוב". Quantum Science and Technology 3, 030503 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aab822

[34] ג'ון פרסקיל. "מחשוב קוונטי בעידן NISQ ומעבר לו". Quantum 2, 79 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-08-06-79

[35] Kishor Bharti, Alba Cervera-Lierta, Thi Ha Kyaw, et al. "אלגוריתמים קוונטיים רועשים בקנה מידה בינוני". כומר מוד. פיזי. 94, 015004 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.015004

מצוטט על ידי

[1] דילן הרמן, קודי גוגין, Xiaoyuan Liu, Alexey Galda, Ilya Safro, Yue Sun, Marco Pistoia, ויורי אלכסייב, "סקר של מחשוב קוונטי למימון", arXiv: 2201.02773, (2022).

[2] שייר ירקוני, אלנה ראפוני, תומס בק, וסבסטיאן שמיט, "חישול קוונטי ליישומי תעשייה: הקדמה וסקירה", דוחות על התקדמות בפיסיקה 85 10, 104001 (2022).

[3] קלמנס דלאסקה, קיליאן אנדר, גלן ביגן מבנג, אנדראס קרוקנהאוזר, וולפגנג לכנר, וריק ואן ביינן, "אופטימיזציה קוונטית באמצעות שערים של רידברג ארבעה גופים", מכתבי ביקורת גופנית 128 12, 120503 (2022).

[4] PV Sriluckshmy, Vicente Pina-Canelles, Mario Ponce, Manuel G. Algaba, Fedor Šimkovic, ומרטין לייב, "פירוק מקורי אופטימלי של חומרה של שערי פאולי רב-קיוביטים עם פרמטרים", arXiv: 2303.04498, (2023).

[5] מרטין לנטלר, קלמנס דלאסקה, קיליאן אנדר ווולפגנג לכנר, "אופטימיזציה קוונטית מבוססת חסם רידברג", arXiv: 2210.05604, (2022).

[6] Krzysztof Domino, Akash Kundu, Özlem Salehi, ו- Krzysztof Krawiec, "אופטימיזציה בינארית ריבועית ובלתי מוגבלת מסדר גבוה של תזמון מחדש של רכבות עבור מחשוב קוונטי", עיבוד מידע קוונטי 21 9, 337 (2022).

[7] Maike Drieb-Schön, Kilian Ender, Younes Javanmard, ו-Wolfgang Lechner, "Parity Quantum Optimization: Encoding Constraints", arXiv: 2105.06235, (2021).

[8] מייקל פלנר, קיליאן אנדר, רולנד טר הובן ווולפגנג לכנר, "אופטימיזציה קוונטית זוגית: מדדים", arXiv: 2105.06240, (2021).

[9] קיליאן אנדר, אנט מסינגר, מייקל פלנר, קלמנס דלסקה, ו-וולפגנג לכנר, "אופטימיזציה מודולרית קוונטית משוערת", PRX Quantum 3 3, 030304 (2022).

[10] Narendra N. Hegade, Koushik Paul, F. Albarrán-Arriagada, Xi Chen, ו-Enrique Solano, "Digitized quantum adiabatic factorization", סקירה פיזית A 104 5, L050403 (2021).

[11] מייקל פלנר, אנט מסינגר, קיליאן אנדר ווולפגנג לכנר, "יישומים של חישוב קוונטי של זוגיות אוניברסלית", ביקורת גופנית A 106 4, 042442 (2022).

[12] פדריקו דומינגז, ג'וזואה אונגר, מתיאס טראובה, בארי מאנט, כריסטיאן ארטלר ווולפגנג לכנר, "ניסוח בעיות אופטימיזציה בלתי תלויות בקידוד עבור מחשוב קוונטי", arXiv: 2302.03711, (2023).

[13] ר' קאמינג וטי תומאס, "שימוש במחשב קוונטי כדי לפתור בעיה בעולם האמיתי - מה ניתן להשיג היום?", arXiv: 2211.13080, (2022).

[14] אניטה ויידינגר, גלן ביגן מבנג, ו-וולפגנג לכנר, "הפחתת שגיאות עבור אופטימיזציה קוונטית משוערת", arXiv: 2301.05042, (2023).

הציטוטים לעיל הם מ- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2023-03-17 21:59:42). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

On השירות המוזכר של קרוסרף לא נמצאו נתונים על ציון עבודות (ניסיון אחרון 2023-03-18 10:00:56). לא ניתן היה להביא נתונים שצוטטו על ידי ADS במהלך הניסיון האחרון 2023-03-18 10:00:57: שגיאת cURL 28: תם הזמן הקצוב לאחר 10001 אלפיות השנייה עם 0 בתים שהתקבלו

מאמר זה מתפרסם בקוונטים תחת התקציב ייחוס Creative Commons 4.0 הבינלאומי (CC BY 4.0) רישיון. זכויות יוצרים נשארות עם בעלי זכויות היוצרים המקוריים כמו המחברים או מוסדותיהם.

בול זמן:

עוד מ יומן קוונטים