分布式变分量子特征求解器在解决QUBO问题中的应用
该研究团队提出了一种分布式变分量子本征求解器(VQE)算法及实现方案,称为分布式VQE(DVQE)。该方案以开源Python包形式提供,支持在多个逻辑量子处理单元(QPU)上以分布式方式执行参数化量子电路,有效解决了近期量子设备的关键硬件限制,包括量子比特数量受限和电路深度不足等问题。
分布式拟设电路的构建保持了与单体电路相同的量子态保真度,在分散计算负载的同时确保能量估算一致性。为提升DVQE拟设电路变分参数优化循环的收敛性和鲁棒性,研究人员采用ADAM优化器结合元启发式初始化策略,其在不同测试案例中均优于随机初始化。
完整的DVQE流程被封装为模块化Python包,支持以QUBO问题作为输入,兼容单体与分布式两种执行模式。该框架利用Qiskit构建和模拟分布式电路,并内置贪婪算法实现跨多QPU的自动量子比特分配。QUBO基准测试的仿真结果验证了方案的正确性,为实际量子处理器部署及分布式量子优化研究的深入开展奠定了基础。仿真器已以“raiselab”为包名在GitHub开源发布,附有系列教程案例。
