求解最小支配集问题的无辅助量子比特量子近似优化算法
量子物理
2026-03-17 v2
摘要
量子近似优化算法（QAOA）是在近期量子设备上求解组合优化问题的一种颇具前景的框架。最小支配集（MDS）问题便是这样一个已知为NP难的问题。针对该问题的现有QAOA算法通常需要大量辅助量子比特，这增加了电路开销和硬件需求。本文针对MDS问题，提出了一种基于哈密顿量演化的无辅助量子比特QAOA算法（AQFH-QAOA）。与以往需要大量辅助量子比特的研究不同，我们的算法消除了对辅助量子比特的需求，从而显著降低了电路开销。此外，我们利用门分解技术，对先前提出的Guerrero的QAOA算法（AQFG-QAOA）进行了无辅助量子比特的优化实现。通过对门复杂度的详细分析，我们评估了这两种算法的适用性。数值实验表明，与现有的QAOA算法相比，我们提出的算法在解的质量上具有竞争力，这使其成为在近时量子设备上实现的一个有前景的候选方案。
引用
@article{arxiv.2509.16653,
title = {Auxiliary-qubit-free quantum approximate optimization algorithm for the minimum dominating set problem},
author = {Guanghui Li and Xiaohui Ni and Junjian Su and Sujuan Qin and Fenzhuo Guo and Bingjie Xu and Wei Huang and Fei Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.16653},
year = {2026}
}