W zależności od ilości danych do przetworzenia generowanie pliku może się wydłużyć.

Jeśli generowanie trwa zbyt długo można ograniczyć dane np. zmniejszając zakres lat.

Artykuł

Pobierz BibTeX

Tytuł

Improving Quantum Optimization Algorithms by Constraint Relaxation

Autorzy

[ 1 ] Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ 2 ] Instytut Informatyki, Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ SzD ] doktorant ze Szkoły Doktorskiej | [ P ] pracownik

Dyscyplina naukowa (Ustawa 2.0)

[2.3] Informatyka techniczna i telekomunikacja

Rok publikacji

2024

Opublikowano w

Applied Sciences

Rocznik: 2024 | Tom: vol. 14 | Numer: iss. 18

Typ artykułu

artykuł naukowy

Język publikacji

angielski

Słowa kluczowe
EN
  • quantum computing
  • quantum optimization
  • quantum approximate optimization algorithm
  • tactical aircraft deconfliction problem
  • quadratic unconstrained binary optimization
  • Hamiltonian
  • noisy intermediate-scale quantum era
Streszczenie

EN Quantum optimization is a significant area of quantum computing research with anticipated near-term quantum advantages. Current quantum optimization algorithms, most of which are hybrid variational-Hamiltonian-based algorithms, struggle to present quantum devices due to noise and decoherence. Existing techniques attempt to mitigate these issues through employing different Hamiltonian encodings or Hamiltonian clause pruning, but they often rely on optimistic assumptions rather than a deep analysis of the problem structure. We demonstrate how to formulate the problem Hamiltonian for a quantum approximate optimization algorithm that satisfies all the requirements to correctly describe the considered tactical aircraft deconfliction problem, achieving higher probabilities for finding solutions compared to previous works. Our results indicate that constructing Hamiltonians from an unconventional, quantum-specific perspective with a high degree of entanglement results in a linear instead of exponential number of entanglement gates instead and superior performance compared to standard formulations. Specifically, we achieve a higher probability of finding feasible solutions: finding solutions in nine out of nine instances compared to standard Hamiltonian formulations and quadratic programming formulations known from quantum annealers, which only found solutions in seven out of nine instances. These findings suggest that there is substantial potential for further research in quantum Hamiltonian design and that gate-based approaches may offer superior optimization performance over quantum annealers in the future.

Data udostępnienia online

10.09.2024

Strony (od-do)

8099-1 - 8099-9

DOI

10.3390/app14188099

URL

https://www.mdpi.com/2076-3417/14/18/8099

Uwagi

Article Number: 8099

Typ licencji

CC BY (uznanie autorstwa)

Tryb otwartego dostępu

otwarte czasopismo

Wersja tekstu w otwartym dostępie

ostateczna wersja opublikowana

Czas udostępnienia publikacji w sposób otwarty

w momencie opublikowania

Punktacja Ministerstwa / czasopismo

100

Impact Factor

2,5 [Lista 2023]

Ta strona używa plików Cookies, w celu zapamiętania uwierzytelnionej sesji użytkownika. Aby dowiedzieć się więcej przeczytaj o plikach Cookies i Polityce Prywatności.