用于圆盘图嵌入与量子优化的局部 Rydberg 阻塞区域
量子物理
2025-12-02 v2
摘要
Rydberg 原子阵列是求解组合优化问题的强大平台，得益于 Rydberg 阻塞机制，该机制对同时激发的原子施加有效约束。这些约束已使得在单位圆盘图上编码最大独立集（MIS）问题成为可能，其中原子在固定的全局定义的阻塞半径内相互作用。然而，这一限制限制了可寻址问题的类别。一个自然的扩展是考虑圆盘图，它通过允许任意圆盘半径来推广单位圆盘图，对应于平面上圆盘的交集图。将此类图嵌入 Rydberg 系统需要超越标准的全局均匀阻塞模型。在本文中，我们引入了一种局部 Rydberg 阻塞区域，当对参与潜在相互作用的不同原子对施加局部驱动时出现。我们为这一区域发展了一个通用的理论框架，并提出了两种新指标——相关矩阵和最大独立集违反度——来量化嵌入质量。利用这些指标，我们证明了圆盘图可以在局部驱动方案下有意义地嵌入到 Rydberg 原子阵列中，从而扩展了量子可寻址优化问题的范围。最后，在评估 MIS 问题的近似解（以接近最优的独立集为特征）时，局部驱动方法表现出显著优于全局方法的性能。这些结果凸显了局部阻塞工程在近似组合优化中的实际优势，并为利用 Rydberg 平台的模拟能力超越传统几何约束开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2506.13228,
title = {Local Rydberg blockade regimes for disk graph embedding and quantum optimization},
author = {Elie Bermot and Lucia Valor and Wesley Coelho and Louis-Paul Henry and Natalie Pearson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13228},
year = {2025}
}