玻璃态嵌合体可能对量子加速视而不见：为量子退火机设计更好的基准测试

最近，一种可编程量子退火机被建造出来，它通过绝热抑制量子涨落来最小化困难优化问题的成本函数。不同研究团队进行的测试表明，该机器确实似乎利用了量子效应。然而，在一类随机键实例上的实验尚未证明其相对于传统计算机硬件上的经典优化算法具有优势。本文我们提供了可能导致这种情况的证据。这些工程化的量子退火机实际上是在与一个退相干热浴耦合的情况下运行的。因此，我们研究了用于评估这些复杂机器计算能力的标准基准问题的有限温度临界行为。我们在D-Wave嵌合体拓扑上模拟了具有双峰和高斯无序的随机键伊辛模型和自旋玻璃。我们的结果表明，虽然在嵌合体图上寻找伊辛自旋玻璃基态的最坏情况复杂度不是多项式的，但有限温度相空间可能相当简单：嵌合体上的自旋玻璃仅具有零温度相变。这意味着使用嵌合体图上的自旋玻璃来基准测试优化方法可能不是测试量子加速的最佳基准问题。我们通过将潜在更难的问题嵌入到嵌合体拓扑上来提出替代基准。最后，我们还研究了嵌合体图上随机键伊辛模型的（重入）无序-温度相图，并表明有限温度铁磁相在高达19.85(15)%的反铁磁键下是稳定的。超过此阈值，系统仅显示零温度自旋玻璃相。因此，我们的结果表明，在构建量子退火机时，硬件架构和基准问题的精心设计是关键。