FrozenQubits：通过跳过热点节点提升QAOA保真度
量子物理
2023-04-06 v2 硬件体系结构
新兴技术
机器学习
最优化与控制
摘要
量子近似优化算法（QAOA）是利用近期量子计算机展示量子优势的主要候选者之一。遗憾的是，高器件错误率使我们难以可靠地运行超过少数几个量子比特问题的QAOA电路。在QAOA中，问题图被转换为量子电路，使得每条边对应电路中每一层的两个2量子比特CNOT操作。由于CNOT极易出错，QAOA电路的保真度由问题图中的边数决定。我们观察到，对应现实应用的大多数图遵循“幂律”分布，其中一些热点节点具有显著更多的连接数。我们利用这一洞察提出“FrozenQubits”，其冻结热点节点或量子比特，并智能地将给定问题的状态空间划分为若干较小子空间，随后分别求解。由于每个子电路中CNOT操作数量减少，相应的QAOA子电路对门错误和退相干错误明显更不敏感。与先前的电路切割方法不同，FrozenQubits不需要任何指数级复杂的后处理步骤。我们在IBM八台不同量子计算机上对5300个QAOA电路进行的评估表明，尽管多用了2倍量子资源，FrozenQubits平均可将解的质量提升8.73倍（最高达57倍）。
引用
@article{arxiv.2210.17037,
title = {FrozenQubits: Boosting Fidelity of QAOA by Skipping Hotspot Nodes},
author = {Ramin Ayanzadeh and Narges Alavisamani and Poulami Das and Moinuddin Qureshi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17037},
year = {2023}
}