[发明专利]量子近似优化中的成本函数变形

权利要求书

1.一种系统，包括：

存储器，所述存储器存储计算机可执行组件；

处理器，所述处理器执行存储在所述存储器中的计算机可执行组件，其中所述计算机可执行组件包括：

映射组件，所述映射组件基于一个或多个约束将成本函数映射到哈密顿量，以将优化问题映射到在允许的量子态上的优化问题；

试验状态和测量组件，所述试验状态和测量组件包括具有至少一个集体门的量子电路，所述量子电路通过散布有用于纠缠量子硬件的量子位的微波控制脉冲的量子硬件的物理时间演化来生成对应于哈密顿量的试验状态，并且所述量子电路测量所述试验状态的量子成本函数以确定导致最优值的试验状态；以及

变形组件，所述变形组件将哈密顿量变形为变形的哈密顿量以找到最优状态，并且使用所述最优状态作为用于对所述变形的哈密顿量的下一优化的下一开始状态，直到针对期望的哈密顿量确定了优化器。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括采样组件，所述采样组件从对应于所述优化器的最优状态采样，以获得对所述组合优化问题的一个或多个近似。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括接口，所述接口与所述映射组件交互并输出导致所述最优值的试验状态。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述试验状态和测量组件测量所述试验状态上的单独Pauli算子。

5.一种计算机实现的方法，包括：

由操作地耦合到处理器的系统使用量子硬件来促进解决组合优化问题，所述系统包括：

由所述系统将与所述组合优化问题相关联的成本函数映射到在允许的量子态上的优化问题，包括构建用于所述成本函数的量子哈密顿量；

由所述系统的量子电路通过散布有微波控制脉冲的量子硬件的物理时间演化来生成试验状态的集合；

由所述系统测量所述试验状态的量子成本函数；

由所述系统确定导致最优值的试验状态；以及

由所述系统使哈密顿量变形以找到最优状态，并且使用所述最优状态作为用于对变形的哈密顿量的下一优化的下一开始状态，直到针对期望的哈密顿量确定了优化器。

6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，通过散布有控制脉冲的量子硬件的物理时间演化来生成试验状态的集合包括使用所述物理时间演化来生成试验状态。

7.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，构建用于所述成本函数的量子哈密顿量包括构建量子哈密顿量对角线。

8.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，构建用于所述成本函数的量子哈密顿量包括将量子哈密顿量表达为Pauli Z项的线性组合。

9.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，映射与二进制组合优化问题相关联的成本函数包括将所述成本函数映射到近似量子计算机上的量子位表示。

10.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，测量所述试验状态的量子成本函数包括测量所述试验状态上的单独Pauli算子。

11.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，还包括从对应于所述优化器的最优状态采样，以获得对所述组合优化问题的近似。

12.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中，所述组合优化问题包括二进制组合优化问题，并且还包括从对应于所述优化器的最优状态进行采样，以获得提供对所述二进制优化问题的近似的位串。