เทคนิคขั้นสูงสำหรับ QAOA
ประมาณการการใช้งาน: 3 นาทีบนโปรเซสเซอร์ Heron r2 (หมายเหตุ: นี่เป็นการประมาณเท่านั้น เวลาจริงอาจแตกต่างออกไป)
พื้นหลัง
Notebook นี้แนะนำเทคนิคขั้นสูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของ Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) ที่ใช้ Qubit จำนวนมาก ดูบทช่วยสอน แก้ปัญหาการออปติไมเซชันควอนตัมระดับ utility-scale สำหรับบทนำเกี่ยวกับ QAOA
เทคนิคขั้นสูงใน Notebook นี้ประกอบด้วย:
- SWAP strategy with SAT initial mapping: นี่คือ transpiler pass ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับ QAOA ซึ่งใช้ SWAP strategy ร่วมกับ SAT solver เพื่อปรับปรุงการเลือก physical Qubit บน QPU ที่จะใช้ SWAP strategy ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติ commutativity ของ QAOA operators เพื่อจัดเรียงลำดับ Gate ใหม่ ให้ชั้นของ SWAP Gate สามารถรันพร้อมกันได้ จึงลด depth ของ Circuit [1] SAT solver ถูกใช้เพื่อหา initial mapping ที่ลดจำนวนการดำเนินการ SWAP ที่จำเป็นในการแมป Qubit ใน Circuit ไปยัง physical Qubit บนอุปกรณ์ [2]
- CVaR cost function: โดยปกติค่าคาดหวังของ cost Hamiltonian จะถูกใช้เป็น cost function ของ QAOA แต่ดังที่แสดงใน [3] การมุ่งเน้นที่ปลายหางของการแจกแจง แทนที่จะเป็นค่าคาดหวัง สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของ QAOA สำหรับปัญหา combinatorial optimization ได้ CVaR ทำสิ่งนี้ได้ สำหรับชุด shot ที่กำหนดพร้อมค่า objective ที่สอดคล้องกันของปัญหา optimization ที่พิจารณา Conditional Value at Risk (CVaR) ที่ระดับความเชื่อมั่น ถูกนิยามเป็นค่าเฉลี่ยของ shot ที่ดีที่สุด [3] ดังนั้น สอดคล้องกับค่าคาดหวังมาตรฐาน ในขณะที่ สอดคล้องกับค่าต่ำสุดของ shot ที่ได้ และ คือการแลกเปลี่ยนระหว่างการมุ่งเน้น shot ที่ดีกว่า ขณะที่ยังใช้การหาเฉลี่ยบ้างเพื่อทำให้ optimization landscape เรียบขึ้น นอกจากนี้ CVaR ยังสามารถใช้เป็นเทคนิคการลดข้อผิดพลาดเพื่อปรับปรุงคุณภาพของการประมาณค่า objective [4]