Гибридная оптимизация вариационных квантовых схем на основе поиска по дереву Монте-Карло

Резюме: Вариационные квантовые алгоритмы находятся в авангарде моделирования отказоустойчивых квантовых устройств ближайшего будущего. В то время как большинство вариационных квантовых алгоритмов используют только непрерывные переменные оптимизации, их репрезентативная сила иногда может быть значительно увеличена за счет добавления определенных дискретных переменных оптимизации, как показано на примере алгоритма обобщенной квантовой приближенной оптимизации. Однако гибридная дискретно-непрерывная оптимизационная задача ставит задачу оптимизации. В работе предлагается новый алгоритм, который сочетает в себе метод поиска по дереву Монте-Карло с улучшенным решателем градиента для оптимизации дискретных и непрерывных переменных в квантовой схеме соответственно. Было обнаружено, что алгоритм обладает превосходными свойствами устойчивости к шуму и превосходит предшествующие алгоритмы в данной области.

Ключевые слова: квантовый алгоритм; кубит; параллелизм; градиент; гейт; квантовая схема.

M. Gushansky, V. A. Prilip, M. V. Vershina

Method for assessing the characteristics of the quality of service of networks

Summary: Variational quantum algorithms are at the forefront of modeling fault-tolerant quantum devices of the near future. While most variational quantum algorithms use only continuous optimization variables, their representative power can sometimes be greatly increased by adding certain discrete optimization variables, as illustrated by the example of the generalized quantum approximation optimization algorithm. However, the hybrid discrete-continuous optimization problem poses an optimization problem. The paper proposes a new algorithm that combines the Monte Carlo tree search method with an improved gradient solver to optimize discrete and continuous variables in a quantum circuit, respectively. The algorithm has been found to have excellent noise tolerance properties and is superior to prior algorithms in the field.

Keywords: quantum algorithm; qubit; parallelism; gradient; gate; quantum circuit.

DOI:10.34219/2078-8320-2022–13-2-12-15