将Grover混合器量子交替Ansatz算法应用于高阶二次无约束优化问题
量子近似优化算法(QAOA)是实现近期处理器量子优势的主要候选方案之一。虽然该算法通常采用横向场混合器(XM-QAOA)实现,但基于Grover混合器的变体(GM-QAOA)因其全局搜索能力提供了极具吸引力的替代方案。该工作研究了GM-QAOA在更高阶无约束二进制优化(HUBO)问题中的应用——这类问题也被称为多项式无约束二进制优化(PUBO),其特点是存在本质上的多变量相互作用,构成了组合优化任务的广义类别。研究团队通过全面数值模拟证明,与XM-QAOA不同,GM-QAOA在电路深度增加时表现出单调性能提升,并在HUBO问题上获得更优结果。该方法的创新之处在于建立了GM-QAOA动力学分析框架,既可经典近似最优参数,又能显著降低优化开销。这种资源高效的参数化GM-QAOA方案在性能上接近完全优化算法,而计算需求大幅降低,成为复杂优化任务的高效解决方案。这些发现凸显了GM-QAOA的应用潜力,为其在当前量子硬件上的实施提供了可行路径。
量科快讯
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