基于数字量子优化的运行时量子优势
量子物理
2025-05-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们在 IBM 的 156 位量子设备上实验地演示了，偏置场数字化反扰迪阿贝奇量子优化 (BF-DCQO) 算法可为特定更高阶无约束二进制优化 (HUBO) 问题在解的近似时间上超越模拟退火 (SA) 和 CPLEX。我们合适选择对经典方法具有挑战性的问题实例，在多核处理器上运行时间为几分钟。相比之下，我们的反扰迪阿贝奇量子算法在量子硬件上最多几秒钟即可获得相似或更好结果，实现了运行时量子优势。我们的分析揭示，随着系统规模增大，性能改进变得更为显著。鉴于量子硬件的快速发展，我们预计这种改进将更加显著， potentially 导致数个数量级的量子优势。我们的结果表明，在缺乏量子纠错的情况下，可用的数字量子处理器结合特定用途量子算法即可实现运行时量子优势。
引用
@article{arxiv.2505.08663,
title = {Runtime Quantum Advantage with Digital Quantum Optimization},
author = {Pranav Chandarana and Alejandro Gomez Cadavid and Sebastián V. Romero and Anton Simen and Enrique Solano and Narendra N. Hegade},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08663},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 12 figures, 4 tables