Variationaler Quantenalgorithmus‐erhaltender machbarer Raum zur Lösung des Problems der unbeschränkten Standortbestimmung

Zusammenfassung Der Quantum Alternating Operator Ansatz (QAOA+) ist einer der Variational Quantum Algorithm (VQA), der speziell entwickelt wurde, um kombinatorische Optimierungsprobleme zu lösen, indem der machbare Raum auf der Suche nach einer Zielösung untersucht wird. Für die Constraints Binary Optimization with Unconstrained Variables Problems (CBO‐UVPs) werden die gemischten Operatoren im QAOA+ Schaltkreis auf die eingeschränkten Variablen angewendet, während die Einzel-Qubit-Rotationsgatter auf die nicht eingeschränkten Variablen wirken. Die Ausdruckskraft dieses Schaltkreises ist durch den Mangel an zwei-Qubit-Gattern und das Teilen von Parametern in den Einzel-Qubit-Rotationsgattern begrenzt, was sich folglich auf die Leistung von QAOA+ bei der Lösung von CBO‐UVPs auswirkt. Daher ist es entscheidend, einen geeigneten Ansatz für CBO‐UVPs zu entwickeln. In diesem Papier wird der Ansatz des Variational Quantum Algorithm‐erhaltenden machbaren Raums (VQA‐PFS) vorgeschlagen, veranschaulicht durch das Problem der unbeschränkten Standortbestimmung (UFLP), das gemischte Operatoren auf eingeschränkten Variablen anwendet, während es den Hardware‐Effizienten Ansatz (HEA) auf nicht eingeschränkten Variablen einsetzt. Die numerischen Ergebnisse zeigen, dass VQA‐PFS die Erfolgswahrscheinlichkeit erheblich erhöht und schneller konvergiert als QAOA+, Quantum Approximation Optimization Algorithm (QAOA) und HEA. Darüber hinaus reduziert VQA‐PFS die Schaltkreis-Tiefe im Vergleich zu QAOA+ und QAOA erheblich. Der Algorithmus ist allgemein und lehrreich bei der Lösung von CBO‐UVPs.