通过高阶编码实现资源高效的量子优化

针对组合优化问题(COPs)的量子解决方案常受限于二次无约束二元优化(QUBO)编码的资源需求——其惩罚项会扩大电路规模并增加量子比特与逻辑门数量。该研究团队证实,高阶无约束二元优化(HUBO)能实现更高效的资源利用方案。该方法系统性地构建HUBO哈密顿量,在登机口分配(GAP)、最大k可着色子图(MkCS)及整数规划(IP)等基准测试中,相较QUBO编码,经编译为单量子比特和双量子比特门后,所有测试实例的量子比特需求呈指数级降低,CNOT门数量至少减少89.6%。这些成果表明HUBO可作为当前及近期量子设备的实用替代方案。为促进应用推广,该工作开源了能自动构建HUBO模型的Python工具库,使资源高效的量子优化技术更易获得。
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提交arXiv: 2025-11-10 10:17

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