在量子硬件上通过混合 HHL++ 求解线性系统
量子物理
2024-07-12 v6
摘要
当前量子硬件的有限能力极大地限制了大多数量子算法原语的实验演示规模。这使得使用有用的量子算法（即面向应用的基准测试）对当前硬件进行基准测试具有挑战性。特别是，Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL) 算法是一个关键的量子线性代数原语，但 HHL 的绝大部分组件远远超出噪声中等规模量子器件的能力范围，这导致了混合经典-量子变体的提出。这项工作的目标是进一步缩小所提出的近 term 友好型 HHL 实现与可在噪声硬件上执行的量子电路之间的差距。我们的提议补充了现有关于更兼容当前量子器件规模的线性代数混合量子算法的文献。具体而言，我们对 Lee 等人提出的混合 HHL 算法提出两项修改，从而得到我们的算法 Hybrid HHL++：(1) 提出一种新颖算法，用于确定线性系统矩阵的缩放因子，以最大化分配给 HHL 相位估计组件的辅助量子比特数量的效用；(2) 引入一种用于压缩 HHL 电路的启发式方法。我们通过在 Quantinuum System Model H 系列囚禁离子量子计算机上运行我们修改后的 Hybrid HHL 来求解小规模投资组合优化问题的不同实例，展示了我们工作的有效性，这构成了迄今为止 HHL 面向应用的最大规模实验演示。
引用
@article{arxiv.2110.15958,
title = {Solving Linear Systems on Quantum Hardware with Hybrid HHL++},
author = {Romina Yalovetzky and Pierre Minssen and Dylan Herman and Marco Pistoia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15958},
year = {2024}
}