编码酉设计中约束优化的经验量子优势

该研究团队提出“约束增强型量子近似优化算法”(CE-QAOA)——一种在单热积空间HOH=[n]^m内运行的浅层约束感知拟设,其中m为区块数,各区块均以n量子比特的Wn态初始化。研究人员给出了一种无须辅助量子位且深度最优的编码器:每个区块仅需n-1次双量子比特旋转即可制备Wn态,并设计出限于同区块n量子比特、具有恒定谱隙的双局域XY混频器。算法层面,该工作通过将恒定深度采样与确定性经典验证器结合,构建出多项式时间混合量子经典求解器(PHQC),可在O(Sn²)时间内返回最佳观测可行解(其中S=poly(n)为采样次数)。该方案具有两大优势:其一,当CE-QAOA固定r≥1个异于起始城市的位置时,即便对比从可行集均匀采样的经典采样器,仍可实现Θ(n^r)级的采样复杂度降低;其二,相较于仅限于原始比特串采样的经典基线,在极小极大意义上展现出exp(Θ(n²))级的性能差距。在QOPTLib基准库4至10个节点的TSP实例无噪声电路模拟中,研究人员根据定理13和算法4建议的问题规模定义参数网格,仅需多项式采样预算即在p=1时重现全局最优解。

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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-11-18 09:51

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