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Alleviating the quantum Big-M problem

delete2025-07-26
delete0
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OA
AI
E
Edoardo Alessandroni *
S
Sergi Ramos-Calderer
I
Ingo Roth
E
Emiliano Traversi
L
Leandro Aolita
DOI:10.1038/s41534-025-01067-0delete
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摘要

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En 中文
量子优化器的主要障碍是将约束条件重新表述为二次无约束二进制优化(QUBO)问题。当前的QUBO转换器夸大了惩罚项的权重M。在经典计算中被称为“大M”问题,这个问题对量子求解器而言更加严峻,因为它影响了物理能量尺度。我们系统地、全面地审视了量子大M问题,揭示了寻找最优M的NP难性质,并建立了哈密顿量谱隙Δ与权重M之间的函数关系及其界限,Δ与量子求解器的预期运行时间成反比。我们提出了一种基于SDP松弛的实用转换算法,在数值基准测试中优于以往方法。我们的算法给出了数量级更大的Δ值,例如对于投资组合优化实例。使用6个量子比特的IonQ设备上的绝热算法求解此类实例时,我们观察到在求解时间和平均解质量方面具有显著优势。我们的发现对量子及类量子求解器均具有相关性。
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