从希望到启发式：面向 NHEP 的量子优化真实运行时间估计
量子物理
2025-11-24 v1 高能物理 - 实验
摘要
尽管噪声中间规模量子计算机 (NISQ) 受限于其局限性，但配合特别设计的量子算法和处理单元，仍为核物理和高能物理 (NHEP) 中的近期量子优势提供了机会。本研究聚焦于通过二次 Ising 模型或二次无约束二进制优化模型求解优化问题的核心算法，具体包括量子退火和量子近似优化算法 (QAOA)。特别是，我们估算了进行粒子轨迹重建——NHEP 中的关键计算挑战——的运行时间和可扩展性，并探讨了 QAOA 中经典参数空间以及基于傅里叶分析的启发式方法如何促进未来量子优势。研究结果表明，参数空间中低频分量对于有效退火方案至关重要，表明启发式方法可以在实现接近最优结果的同时提高资源效率。总体而言，本研究凸显了 NISQ 计算机在 NHEP 中的潜力，以及协同设计方法和启发式技术在克服量子算法挑战方面的重要性。
引用
@article{arxiv.2505.05066,
title = {From Hope to Heuristic: Realistic Runtime Estimates for Quantum Optimisation in NHEP},
author = {Maja Franz and Manuel Schönberger and Melvin Strobl and Eileen Kühn and Achim Streit and Pía Zurita and Markus Diefenthaler and Wolfgang Mauerer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.05066},
year = {2025}
}
备注
Presented at the 2024 Conference on Computing in High Energy and Nuclear Physics (CHEP24)