JP7046379B2 - 量子アニーリング計算のための処理方法 - Google Patents
量子アニーリング計算のための処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7046379B2 JP7046379B2 JP2019512393A JP2019512393A JP7046379B2 JP 7046379 B2 JP7046379 B2 JP 7046379B2 JP 2019512393 A JP2019512393 A JP 2019512393A JP 2019512393 A JP2019512393 A JP 2019512393A JP 7046379 B2 JP7046379 B2 JP 7046379B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- physical
- state
- physical system
- quantum
- systems
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N10/00—Quantum computing, i.e. information processing based on quantum-mechanical phenomena
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/10—Junction-based devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
(i)問題の解が最低エネルギー状態になるようにエネルギー関数(問題ハミルトニアンH)を構成し、
(ii)同じ量子状態を持つ2つの物理システム間で、一方を低エネルギー状態へ、もう一方を高エネルギー状態へ遷移させる方法を繰り返して複数のシステム間に適用して、
(iii)状態が問題の解である最低エネルギー状態を求めることを含む。
(a)同一の量子状態を持つ2つの物理系(u,d)間において、一方のエネルギー状態を低エネルギー状態にし、他方のエネルギー状態を高エネルギー状態に遷移させる操作を準備するステップと、
(b)複数の物理系間において、ステップ0から順次ステップを遷移させながら各ステップでの複数の物理系の各々の状態値を所定の規則下で設定し、同一の状態値を持つ物理系のペアを同一の状態値が無くなるステップに至るまで集めて集合を得るステップと、
(c)(b)の集合中の全ての物理系のペアに対して(a)の2つの物理系(u,d)を対応させながら(a)の操作を適用して、複数の物理系中の最小のエネルギー状態を持つ物理系を求めるステップと、を含む。
実施例1として、図2のステップS10の方法(操作)をジョセフソン接合を用いた超伝導回路(「CJJ-rf-SQUID」、Physical Review B 80,052506,2009)に適用した場合の実装例を以下に示す。図7は、その実装例(構成例)を示す図である。図7では、二つの量子ビット1,2の例を示している。物理系u,dにおいて、量子ビット1,2を構成する超伝導ループ10は、2つのジョセフソン接合(×)を含むミニループ11を含む。超伝導ループ10の各々は、同様な超伝導ループ同士が相互インダクタンスを介して磁気的に接合する。なお、以下の説明では、より一般的に二つの量子ビットi,jを想定した場合について説明する。
式(25)において、下記の式(35)として、残りの係数は全て0を時間Δtの間設定する(図8の最初のΔtの間)。これにより式(31)の操作が完了する。
式(25)において、下記の式(36)として、残りの係数は全て0を時間π/2の間設定する(図8の最初のπ/2の間)。その後、式(35)として残りの係数は全て0を時間Δtの間設定する(図8の2番目のΔtの間)。
[実施例2]
次に、実施例2として、計算ステップ数および必要な量子ビット数の評価を行うために、本発明を探索空間2nの探索問題に適用した場合について説明する。最初に、探索問題に対応する下記の式(41)のハミルトニアンを式(8)の非線形方程式に適用する。
2:第2の操作
3:第3の操作
4、5:第1~第3の操作の略式記述
7:エネルギーの期待値
10:超伝導ループ
11:2つのジョセフソン接合を含むミニループ
Claims (5)
- 離散最適化問題を解くために量子アニーリング計算を行うための処理方法であって、
(a)同一の量子状態を持つ2つの物理系(u,d)間において、一方のエネルギー状態を低エネルギー状態にし、他方のエネルギー状態を高エネルギー状態に遷移させる操作を準備するステップと、
(b)ステップ(a)の操作を複数の物理システムのうちの2つの物理系に適用する順序を示す、複数の物理系間のネットワーク構造を構築するステップと、
(c)前記ステップ(b)の前記ネットワーク構造に示された前記順序に従って前記複数の物理系に対して前記ステップ(a)の操作を適用して、前記複数の物理系中の最小のエネルギー状態を持つ物理系を求めるステップと、を含む処理方法。 - 前記ステップ(a)は、
(a1)前記2つの物理系(u,d)に初期状態として同一の量子状態を与えるステップと、
(a2)物理系uの量子状態をハミルトニアン(H)を用いて時間τ(>0)の間時間発展させるステップと、
(a3)物理系uと物理系dの間で量子スワッピング操作を時間Δt(>0)の間行うステップと、
(a4)物理系uの量子状態を反転したハミルトニアン(-H)を用いて時間τ(>0)の間時間発展させるステップと、を含む請求項1に記載の処理方法。 - 前記ステップ(b)は、
(b1)2m個(mは正の整数)の物理系において、j番目(jは2m-1以下の正の整数)の物理系jの状態値をs j(step)とし、全ての物理系jについてs j(0)=0にするステップと、
(b2)j<j’(j,j’は2m以下の正の整数)である全ての物理系jと物理系j’から、s j(step)=s j'(step)となる物理系jと物理系j’のペアを選択するステップと、
(b3)複数の前記物理系jと物理系j’のペアを集めて集合Ω(step)とするステップと、
(b4)前記集合Ω(step)に含まれる前記物理系jと物理系j’について、s j(step+1)=s j(step)-1、s j'(step+1)=s j'(step)+1とするステップと、
(b5)前記集合Ω(step)に含まれない前記物理系jについて、s j(step+1)=s j(step)とし、step+1をstepとするステップと、
(b6)ステップ(b2)からステップ(b5)までを前記集合Ω(step)が空集合になるまで繰り返すステップと、
(b7)集合Ω(step)が空集合になるstepから1減算したstepをstep*とするステップと、を含んで前記ネットワーク構造を制定する請求項1または2に記載の処理方法。 - 前記ステップ(c)は、
(c1)2m個の物理系に初期状態として同じ量子状態を与えるステップと、
(c2)step=0とするステップと、
(c3)前記集合Ω(step)中の全ての前記物理系のペアj,j’に対して、前記物理系jを前記物理系uに対応させ、前記物理系j’を前記物理系dに対応させながら前記ステップ(a1)~(a4)を含む操作を適用するステップと、を含む請求項3に記載の処理方法。 - 各物理系jにおける状態値s j(step*)は、
s j(step*)=j-m-1 (j=1,2,・・・,m) または
s j(step*)=j-m (j=m+1,m+2,・・・,2m)
で与えられる、請求項3に記載の処理方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017079583 | 2017-04-13 | ||
JP2017079583 | 2017-04-13 | ||
PCT/JP2018/009994 WO2018190064A1 (ja) | 2017-04-13 | 2018-03-14 | 量子アニーリング計算のための処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018190064A1 JPWO2018190064A1 (ja) | 2020-02-20 |
JP7046379B2 true JP7046379B2 (ja) | 2022-04-04 |
Family
ID=63792883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019512393A Active JP7046379B2 (ja) | 2017-04-13 | 2018-03-14 | 量子アニーリング計算のための処理方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11403548B2 (ja) |
JP (1) | JP7046379B2 (ja) |
WO (1) | WO2018190064A1 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130282636A1 (en) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for solving combinatorial problems |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009524857A (ja) | 2006-01-27 | 2009-07-02 | ディー−ウェイブ システムズ,インコーポレイテッド | 断熱量子計算の方法 |
-
2018
- 2018-03-14 JP JP2019512393A patent/JP7046379B2/ja active Active
- 2018-03-14 WO PCT/JP2018/009994 patent/WO2018190064A1/ja active Application Filing
-
2019
- 2019-10-10 US US16/598,265 patent/US11403548B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130282636A1 (en) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | D-Wave Systems Inc. | Systems and methods for solving combinatorial problems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018190064A1 (ja) | 2018-10-18 |
JPWO2018190064A1 (ja) | 2020-02-20 |
US20200042894A1 (en) | 2020-02-06 |
US11403548B2 (en) | 2022-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11093669B2 (en) | Method and system for quantum computing | |
AU2019209295B2 (en) | Classification using quantum neural networks | |
Cai et al. | Approximating quantum many-body wave functions using artificial neural networks | |
Perez-Rua et al. | Efficient progressive neural architecture search | |
AU2017431764B2 (en) | Quantum error correction | |
CN109934332A (zh) | 基于评论家和双经验池的深度确定性策略梯度学习方法 | |
CN113435590B (zh) | 面向边缘计算的重参数神经网络架构搜索方法 | |
EP0942384A2 (en) | Method and apparatus to model the variables of a data set | |
JP7100257B2 (ja) | 最適化装置及び最適化装置の制御方法 | |
CN107392842A (zh) | 图像风格化处理方法、装置、计算设备及计算机存储介质 | |
CA3155085C (en) | Hybrid quantum-classical computer system for parameter-efficient circuit training | |
CN114881237A (zh) | 量子计算处理方法、装置及电子设备 | |
Dupont et al. | Calibrating the classical hardness of the quantum approximate optimization algorithm | |
JP7046379B2 (ja) | 量子アニーリング計算のための処理方法 | |
CN116167446B (zh) | 量子计算处理方法、装置及电子设备 | |
WO2020170410A1 (ja) | 情報処理システム、情報処理方法およびプログラム | |
CN116151383B (zh) | 量子计算处理方法、装置及电子设备 | |
Jackovich et al. | Comparing greedy constructive heuristic subtour elimination methods for the traveling salesman problem | |
Fu et al. | Neural optimizers with hypergradients for tuning parameter-wise learning rates | |
CN112507197B (zh) | 模型搜索方法、装置、电子设备、存储介质和程序产品 | |
CN117859138A (zh) | 用于量子计算生成联合概率分布的系统和方法 | |
Hübsch | Reducing Number of Parameters in Convolutional Neural Networks | |
US20190121834A1 (en) | Computing apparatus and computing method | |
Nogué Gómez | Reinforcement Learning based Circuit Compilation via ZX-calculus | |
CN118043820A (zh) | 在多层网络中处理数据批量 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191017 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220315 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7046379 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |