量子退火器的噪声动力学：利用空闲量子比特估计有效噪声
量子物理
2023-04-14 v2 新兴技术
组合数学
其他统计学
摘要
量子退火是一种模拟计算，旨在利用量子力学涨落来搜索QUBO（二次无约束二值优化）或等价的伊辛问题的最优解。由于NP难问题通常可映射为伊辛与QUBO形式，量子退火范式有潜力帮助求解各类NP难问题。当前的量子退火器，如D-Wave Systems公司制造的那些，存在多种实际限制，包括可求解问题的规模（量子比特数）、量子比特连接性，以及由环境或系统校准引起的误差，这些都会降低解的质量。通常，对于任意问题实例，相应的QUBO（或伊辛）结构无法原生嵌入量子芯片上可用的量子比特架构。因此，在这些情况下，需要将问题结构次嵌入到设备上。然而，这些设备上的次嵌入并不总是利用完整的稀疏芯片硬件图，大量可用量子比特在量子退火期间保持未使用。本工作中，我们在芯片未使用部分嵌入一个不相交的随机QUBO，与待解QUBO并列，其作为设备随时间推移解质量的指示器。通过在三台不同D-Wave量子退火器上的实验，我们证明：（i）D-Wave设备上存在解质量的长期趋势；（ii）未使用的量子比特可用于测量量子系统的当前噪声水平。
引用
@article{arxiv.2209.05648,
title = {Noise Dynamics of Quantum Annealers: Estimating the Effective Noise Using Idle Qubits},
author = {Elijah Pelofske and Georg Hahn and Hristo N. Djidjev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05648},
year = {2023}
}