The Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) is a promising candidate algorithm for demonstrating quantum advantage in optimization using near-term quantum computers. However, QAOA has high requirements on gate fidelity due to the need to encode the objective function in the phase separating operator, requiring a large number of gates that potentially do not match the hardware connectivity. Using the MaxCut problem as the target, we demonstrate numerically that an easier way to implement an alternative phase operator can be used in lieu of the phase operator encoding the objective function, as long as the ground state is the same. We observe that if the ground state energy is not preserved, the approximation ratio obtained by QAOA with such phase separating operator is likely to decrease. Moreover, we show that a better alignment of the low energy subspace of the alternative operator leads to better performance. Leveraging these observations, we propose a sparsification strategy that reduces the resource requirements of QAOA. We also compare our sparsification strategy with some other classical graph sparsification methods, and demonstrate the efficacy of our approach.


翻译:QAOA是一个很有希望的候选算法,用以证明使用近期量子计算机优化时的量子优势。然而,QAOA对门忠性的要求很高,因为需要对阶段分离操作员的客观功能进行编码,这需要大量可能与硬件连接不相符的门。我们用MaxCut问题作为目标,从数字上证明,只要地面状态相同,就可以用一个比较容易的方法实施替代阶段操作员对目标功能进行编码。我们注意到,如果地面状态不保持能源,QAOA在这种阶段分离操作员中获得的近似率可能会下降。此外,我们表明,更好地调整替代操作员的低能子空间可以提高性能。我们利用这些观察结果,提出一个减少QAOA资源需求的垃圾化战略。我们还将我们的蒸气化战略与其他一些古典的石墨粉蒸气化方法进行比较,并展示我们的方法的功效。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月17日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月16日
Tracking Most Significant Arm Switches in Bandits
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月16日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月15日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员