量子加速的小世界搜索：小世界相互作用如何改进量子退火器设计
量子物理
2018-11-05 v2 无序系统与神经网络
摘要
有许多因素影响量子退火处理单元的设计。此处我们从自旋玻璃临界行为的角度探讨改进量子退火处理单元设计的问题。已有论证 [Phys. Rev. X 4, 021008 (2014)] 指出，最困难的伊辛自旋玻璃基态问题之一涉及那些呈现有限温度自旋玻璃相变的晶格。在此，我们表明，在原生准平面量子处理单元图上于量子比特（自旋）间添加小世界耦合器，会得到一种拓扑，其中无序伊辛系统可发生有限温度自旋玻璃相变，即便准平面原生图上的伊辛自旋玻璃在任何有限温度下都不展现向玻璃相的相变。为确保这些系统可用当前制造技术实现，我们利用大规模蒙特卡洛模拟证明，受限为少数制造层且具固定耦合器角度的高度受限系统亦可展现有限温度自旋玻璃相变。这表明这些系统可能具平均场特性，这也意味着与底层原生拓扑相比，嵌入高度非平面问题可能被简化。我们的结果用当前 D-Wave Systems Inc. 量子退火机中使用的准平面 Chimera 拓扑以及标准二维方格点予以说明。所提方法可推广至其他拓扑。
引用
@article{arxiv.1805.09510,
title = {A small-world search for quantum speedup: How small-world interactions can lead to improved quantum annealer designs},
author = {Helmut G. Katzgraber and M. A. Novotny},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.09510},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 13 figures, interactive 3D versions of some figures in the ancillary material