Tam olarak kuantum tavlama nedir?

Birçok insan, kuantum tavlama konusuna ilgi duyuyor, kuantum teknolojilerinin bir uygulaması olarak, en az D-WAVE'nin konu üzerindeki çalışması nedeniyle değil. Kuantum tavlama ile Ara madde ima bir gerçekleştirir 'tavlama' yeterince yavaş bir fark (özel bir biçimi) adyabatik kuantum bilgisayar ise. Kuantum tavlama, çoğunlukla adyabatik rejimde evrim yapmayı varsaydığı gibi görünmediğinden, diyabetik geçişlerin olasılığını sağlar.

Yine de, kuantum tavlama ile oyunda sadece "aceleci yapılan adyabatik hesaplama" dan daha fazla sezgi var gibi görünüyor. Özel olarak bir enine alandan oluşan bir ilk Hamiltoniyen seçtiği ve bunun özellikle enerji peyzajında ​​tünel açma etkilerine izin verilmesi gerektiği (standart olarak açıklandığı gibi) olduğu anlaşılmaktadır. Bunun klasik benzetilmiş tavlamada sıcaklığa benzer (muhtemelen resmi olarak genelleştirmek için?) Olduğu söylenir. Bu, kuantum tavlamanın, özellikle bir ilk enine alan, Hamiltonyalılar arasında doğrusal enterpolasyon, vb. ve klasik tavlama ile kesin karşılaştırmalar yapabilmek için bu koşulların sabit edilip edilemeyeceği.

• Kuantum tavlamanın neyin oluştuğuna dair bir ya da daha az resmi bir fikir var mıdır, ki bu, birinin bir şeye işaret etmesine ve "bu kuantum tavlamadır" veya "tam olarak kuantum tavlama yapmamasına neden olur" anlamına gelir çünkü [ek bir özellik veya eksiklik içerir) bazı temel özellik] "?

• Alternatif olarak: kuantum tavlaması bazı kanonik çerçevelere referansla tarif edilebilir - muhtemelen Phys gibi kaynak kağıtlardan birine referansla . Rev. E 58 (5355), 1998 [ burada serbestçe ulaşılabilir PDF ] - kuantum tavlamanın örnekleri olarak kabul edilen bazı tipik varyasyonlarla birlikte?

• En azından, kuantum tavlamanın uygun şekilde "pratikte daha iyi çalışarak" değil, "X, Y ve Z koşulları altında daha iyi çalışarak" değil, "X, Y ve Z koşulları altında daha iyi çalışarak" yaygınlaştığını söyleyebileceğimiz kesin bir tanım var mı? Herhangi bir klasik simüle edilmiş tavlama prosedürünün, gürültüsüz bir kuantum tavlama prosedürü ile verimli bir şekilde simüle edilebileceği veya provulade olarak aşılabileceği anlamında (üniter devrelerin randomize algoritmaları simüle edebildiği gibi)?

Üç noktanızı ele almak için elimden geleni yapacağım.

Kuantum tavlama ve adyabatik kuantum hesaplama arasındaki fark hakkındaki daha önceki bir soruya önceki cevabımı burada bulabilirsiniz . Lidar ile anlaştık ki kuantum tavlaması, algoritma ve donanım kaygıları olmadan tanımlanamaz.

Bununla birlikte, kuantum tavlama için kanonik çerçeve ve D-Dalgası için ilham Farhi ve ark.nın eseridir. ( kuant-ph / 0001106 ).

Sonunda, klasik benzetilmiş tavlamayı kuantum tavlamayı kullanarak tekrar donanımı tartışmadan genelleyebileceğinden emin değilim. İşte kapsamlı bir karşılaştırma: 1304.4595 .

Yorumların adreslenmesi:

(1) Önceki cevabınızı gördüm, ancak burada anladığınız noktaya gelme. KG'nin bir evrensel olmaması ve bir sorunu çözmek için kanıtlanabilir bir performansa sahip olmaması ve bunların donanım kısıtlamaları tarafından motive edilmesi iyi değildir; fakat kesinlikle kuantum tavlama, belirli donanım veya örneklerden bağımsız bir şeydir, ya da ona bir isim vermenin anlamı yoktur.

(2) AQC makalesini, Vinci ve Lidar'ın alıntılarıyla birlikte bağladığınızdan, QA'nın mutlaka adyabatik olmayan rejimde yalnızca adyabatik-evrim olduğunu öne sürüyoruz. Bu aslında doğru mu? Bu, ilk ve son Hamiltonyalıların ne olduğu, ya da Hamilton-uzayda hangi yolu takip ettiğiniz ya da zamana göre parametreleştirmeden bağımsız mı? "Muhtemelen birazcık adyabatik işlem hesaplaması" dışında herhangi bir ilave kısıtlama varsa, bu kısıtlamalar nelerdir ve neden model için önemli olarak kabul edilirler?

(1 + 2) AQC'ye benzer şekilde, QA bir Hamiltonianın enine manyetik alanını azaltır, ancak işlem artık adyabatik değildir ve makinenin kalitelerine ve gürültü seviyelerine bağlıdır. İlk Hamiltonyalılar, D-Wave'in yerelinde göstergeler olarak adlandırılır ve temel durumu bildiğiniz sürece basit veya karmaşık olabilir. 'Zamana göre parametreleştirme' gelince, tavlama programını kastediyorsunuz ve yukarıda da belirtildiği gibi donanım kısıtlamaları sınırlı.

(3) Klasik benzetilmiş tavlama ile karşılaştırmayı tanımlamak için donanımın neden gerekli olduğunu da anlamıyorum. Keyfi bağlanabilirliğe sahip mükemmel bir donanıma sahip olduğunuzu varsaymaktan çekinmeyin: Bir matematikçinin tavlamayı tanımlayabildiğini düşündüğünüz gibi kuantum tavlamayı tanımlayın; ve bu saf modelin koşullarına yaklaşma girişimleri olarak kuantum tavlamanın belirli gerçekleşmelerini düşünün, ancak bir mühendisin gerçek dünya ile uğraşmak zorunda kalması için yapmak zorunda kaldığı ödünleri içerir. Bir karşılaştırma yapmak mümkün değil mi?

Klasik benzetilmiş tavlamanın kuantum tavlamayla tek ilişkisi, her ikisinin de adına tavlanmasıdır. Hamiltonyalılar ve süreç temelde farklıdır.

Bununla birlikte, benzetilmiş kuantum tavlama işleminin kuantum tavlama ile karşılaştırılmasını istiyorsanız, Troyer'in ETH'deki grubu, benzetilmiş kuantum tavlama söz konusu olduğunda artılarıdır. Bu slaytları büyük ölçüde Boxio ve ark. Ben yukarıda bağladım kağıt.

Sert dönüş camı örneklerinde benzetilmiş tavlama, benzetilmiş kuantum tavlama ve D-Wave performansı - Troyer (PDF)

(4) İlk Hamiltoniyen hakkındaki düşünceniz faydalıdır ve arka planda gizlenen çok genel bir şeyi önerir. Belki de keyfi (ancak verimli bir şekilde hesaplanabilir, monoton ve ilk farklılaştırılabilir) programları da, yalnızca mimari kısıtlamalardan kaynaklanan sınırlamalar ve elbette faydalı bir sonuç elde etme amacı ile kabul edilebilir mi?

Ne sorduğuna emin değilim. Keyfi zamanlamalar yararlı mı? Keyfi tavlama programları üzerinde çalışmaya aşina değilim. Prensip olarak, alan Landau-Zener geçişinden kaçınmak için yeterince yavaş ve yeterince yavaş olmalı ve kubitlerin kuantum etkilerini sürdürecek kadar hızlı olmalıdır.

İlgili; D-Wave'in en son yinelemesi, bireysel litreleri farklı oranlarda tavlayabilir, ancak bunun uygulandığı herhangi bir D-Wave bağlı olmayan çalışmanın farkında değilim.

DWave - Kuantum tavlama ofsetleriyle tamsayılı faktoring performansının artırılması (PDF)

$H_{cl}$$H_{qm}$$A(t)=1,B(t)=0$$H_{qm}$dejenere değildir ve köşegendir). QA'nın tünel açma / quasiadiabatikliğin sezgisel sezgilerine dayandığı açıkça görülmekte olan 'geçişlerde' açıkça bir fark vardır, ancak belki de bu, QA'nın kuantum yürüyüşüyle ​​teorik olarak karşılaştırılmasıyla kesin olarak yapılabilir (veya zaten olmuştur?). Bu yönde iş yok mu?

$A(t)=1,B(t)=0$

arXiv: 1605,03303

arXiv: 1708,00236

Kuantum tavlama işleminin kuantum yürüyüşleri ile ilişkisi hakkında. Şansum tavlamasını Şansölye’nin gösterdiği şekilde tedavi etmek mümkündür.

arXiv: 1606,06800

(6) Donanımın önemli bir rol oynayabileceğini düşündüğüm bir saygı - ancak henüz açıkça belirtmediğiniz bir şey - şu anda DWAVE ile ilgili olduğunu açıkça hatırladığım bir banyoya dağıtma rolü. Boixo ve arkadaşlarından alıntı: "Adyabatik kuantum hesaplamanın aksine [...] kuantum tavlama, termal banyoya bağlı açık kuantum sistemini içeren pozitif bir sıcaklık yöntemidir." Açıkçası, belirli bir sistemde hangi banyo bağlantısının beklediği donanım donanımına bağlıdır; Fakat hangi banyo bağlantılarının varsayımsal tavlayıcılar için dikkate alınması makul olduğuna dair bir fikir yok mu?

Buna cevap vermek için donanım yönleri hakkında yeterince bilgim yok, ancak tahmin etmek zorunda kalırsam, düşük sıcaklık gürültüyle ilgili tüm sorunlardan kaçınmak için daha iyidir.

“Prensip olarak alan, Landau-Zener geçişinden kaçınmak için yeterince yavaş ve kuştüklerin kuantum etkilerini sürdürecek kadar hızlı olmalıdır” diyorsunuz. Bu yapılacak faydalı şey, ama genellikle ne kadar yavaş ya da ne kadar yavaş olması gerektiğini bilmiyorsun, değil mi?

Bu, ocakların tutarlılık zamanı olurdu. D-Wave tavlama programları, yaklaşık 100 mikrosaniye civarında olan süper iletken kesitler için T2'li mikrosaniye düzenindedir. Tavlama programının kesin bir tanımını vermek zorunda kalsaydım, bu, 'qubit uygulamasının decoreence zamanından daha kısa bir süre içinde enine alanın bir evrimi' olurdu. Bu, farklı başlangıç ​​kuvvetlerine, duraklamalarına ve alan kuvvetlerinin okumalarına izin verir. Monotonik olması gerekmez.

Belki bir banyoya dağılmanın bazen adyabatik olmayan bir rejimde çalışırken (NP-zorlu problemler üzerinde çalışırken genellikle olduğu gibi, çünkü sorunlara cevaplar almakla ilgilendiğimiz için, kuantum temizleyicilerin nasıl çalıştığı) yararlı olabileceğini düşündüm. özdeğer boşluğu muhtemelen çok küçüktür). Dağıtım, potansiyel olarak yararlı değil mi?

S. Mandra’ya danıştım ve beni P. Love ve M. Amin’in birkaç makalesine işaret ederken, bazı banyoların kuantum tavlamayı hızlandırabildiğini ve ısıllaştırmanın temel durumun daha hızlı bulunmasına yardımcı olabileceğini gösterdi.

arXiv: koşul-mat / 0609332

Tavlama programları hakkında kafa karışıklığı yaratabilirsek ve geçişin iki Hamiltonian arasında (daha karmaşık bir yörüngenin aksine) karşılıklı bir enterpolasyon olması gerekip gerekmediğini belki de düşünüyorum.

$A(t)$$B(t)$

DWave - Gelecekteki Kuantum Tavlamanın Donanım Yolları (PDF)

Bu yanıtları istediğiniz gibi yoğunlaştırmaktan çekinmeyin. Teşekkürler.