通过分解半对称性降低 QAOA 电路深度
量子物理
2024-11-14 v1
摘要
QAOA 是一种用于求解组合优化问题的量子算法。它能搜索 QUBO 问题 的最小化解向量 。QAOA 电路中双量子比特 CNOT 门的数量随 的非零耦合数线性增长，电路深度随之缩放。由于 CNOT 操作错误率高，开发减少其数量的算法至关重要。因此，我们提出了 QUBO 矩阵中“半对称性”的概念，以及一种将其识别并分解至辅助量子比特的算法。半对称性普遍存在于许多著名优化问题的 QUBO 矩阵中，如最大团、哈密顿回路、图着色、顶点覆盖和图同构等。我们理论上证明了修正后的 QUBO 矩阵 与原始 具有相同的能谱。在上述五个优化问题上的实验表明，我们的算法将耦合数减少了高达 ，电路深度减少了高达 。
引用
@article{arxiv.2411.08824,
title = {Reducing QAOA Circuit Depth by Factoring out Semi-Symmetries},
author = {Jonas Nüßlein and Leo Sünkel and Jonas Stein and Tobias Rohe and Daniëlle Schuman and Claudia Linnhoff-Popien and Sebastian Feld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.08824},
year = {2024}
}