基于约瑟夫森参量振荡器的伊辛机
量子物理
2024-01-22 v3 超导电性
计算复杂性
摘要
伊辛机已成为快速求解 NP 完全组合优化问题的有前景方案,超越了传统计算方法的能力。通过在退火过程中高效确定哈密顿量的基态,伊辛机可有效补充 CPU 以应对优化挑战。为实现这些伊辛机,需要一个双稳态振荡器来模拟伊辛模型的原子自旋与相互作用。本研究引入一种基于约瑟夫森参量振荡器(JPO)的瓦片结构,作为可扩展的基于超导的伊辛机的基本单元。利用作为基于超导的振荡器的 JPO 的双稳态特性,所提出的机器可在 7.5GHz 频率下运行,同时功耗比基于 CMOS 的系统低三个数量级。此外,所提出的瓦片结构与 Lechner-Hauke-Zoller(LHZ)架构的兼容性确保了其大规模集成的可行性。我们在含噪环境中对该瓦片进行了仿真以验证其功能。通过将结果与哈密顿量模型的解析解比较,我们验证了它的运行特性。该验证证明了基于 JPO 的瓦片在实现伊辛机方面的可行性与有效性,为量子计算中高效且可扩展的组合优化开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2309.03407,
title = {A Josephson Parametric Oscillator-Based Ising Machine},
author = {Sasan Razmkhah and Mehdi Kamal and Nobuyuki Yoshikawa and Massoud Pedram},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.03407},
year = {2024}
}
备注
9 pages, 10 figures, 31 references. Accepted by PRB