变分量子电路中基于qudit的不等式约束
量子物理
2026-03-25 v1
摘要
量子优化正成为一种突破性方法，用于发挥近期量子设备的能力。许多具有应用价值的优化任务需要包含不等式约束，通常通过添加松弛变量来扩大Hilbert空间来处理。然而，这种方法在考虑多个约束时需要显著的额外资源。本文研究了在QAOA算法中实现这些约束的另一种直接方法，采用qudit-SUM门进行实现，并与通过qudit实现的松弛变量方法进行比较。我们对这两种方法在三个典型优化问题上的基准测试。我们发现，直接实现不等式惩罚的性能远超松弛变量方法，尤其是在研究具有大量约束的现实世界问题时。就直接惩罚实现而言，线性能量惩罚用于不可行状态的性能优于其他研究的函数形式，如标准二次惩罚。该方法可能因此成为一种推进现实行业规模和基本科学问题，涉及大量不等式约束的关键步骤。
引用
@article{arxiv.2410.07674,
title = {Inequality constraints in variational quantum circuits with qudits},
author = {Alberto Bottarelli and Sebastian Schmitt and Philipp Hauke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.07674},
year = {2026}
}