利用逆向退火扩展量子退火的计算范围

量子退火是组合优化的一种有前景的启发式方法，但在当前硬件上，由于噪声和小能隙，其性能在更大和更复杂的问题上会下降。逆向退火已被提议作为一种细化策略，但目前尚不清楚它在何时能比标准正向退火或简单地增加退火时间提供系统性的优势。我们发现，结合正向和逆向退火能在多种问题类别上持续提高解的质量和效率。逆向退火的好处随着问题复杂性的增加而增加，并且在正向退火日益受限的情况下最为显著。此外，逆向退火比简单地延长正向退火时间能带来更大的效率提升。我们通过在 D-Wave Advantage 系统上的系统性实验研究确立了这些结果，在改变逆向距离、暂停持续时间和退火时间的情况下，对 Max-Cut、数字划分和稀疏聚类问题进行了逆向退火的基准测试。我们确定了与退火计划中冻结点和能级交叉位置相关的逆向退火参数的狭窄最优范围。这些发现表明，逆向退火对于大型、高复杂度的优化问题最有价值，并且随着量子退火硬件扩展到更实际的应用，其重要性可能会增加。