Exploiting Symmetry Reduces the Cost of Training QAOA

齐次空间 计算机科学 水准点(测量) 解算器 最大切割量 理论计算机科学 图形 数学 数学优化 几何学 大地测量学 地理
作者
Ruslan Shaydulin,Stefan M. Wild
出处
期刊:IEEE transactions on quantum engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:2: 1-9 被引量:21
标识
DOI:10.1109/tqe.2021.3066275
摘要

A promising approach to the practical application of the quantum approximate optimization algorithm (QAOA) is finding QAOA parameters classically in simulation and sampling the solutions from QAOA with optimized parameters on a quantum computer. Doing so requires repeated evaluations of QAOA energy in simulation. In this article, we propose a novel approach for accelerating the evaluation of QAOA energy by leveraging the symmetry of the problem. We show a connection between classical symmetries of the objective function and the symmetries of the terms of the cost Hamiltonian with respect to the QAOA energy. We show how by considering only the terms that are not connected by symmetry, we can significantly reduce the cost of evaluating the QAOA energy. Our approach is general and applies to any known subgroup of symmetries and is not limited to graph problems. Our results are directly applicable to nonlocal QAOA generalization recursive QAOA. We outline how available fast graph automorphism solvers can be leveraged for computing the symmetries of the problem in practice. We implement the proposed approach on the MaxCut problem using a state-of-the-art tensor network simulator and a graph automorphism solver on a benchmark of 48 graphs with up to 10 000 nodes. Our approach provides an improvement for $p=1$ on 71.7% of the graphs considered, with a median speedup of 4.06, on a benchmark, where 62.5% of the graphs are known to be hard for automorphism solvers.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
关中大侠的涮肉坊完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
肚子好e啊完成签到 ,获得积分10
1秒前
夜神月发布了新的文献求助10
2秒前
Genius完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
英姑应助亦玉采纳,获得10
3秒前
wdddr发布了新的文献求助10
5秒前
Davidjun完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
王乾宇完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
科研通AI2S应助很好采纳,获得10
8秒前
嘻嘻哈哈应助Tutu采纳,获得10
10秒前
彭于晏应助zhang采纳,获得10
10秒前
Peyton Why完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
浮游应助年轻的绿凝采纳,获得30
10秒前
CodeCraft应助森葵采纳,获得10
11秒前
11秒前
浮游应助瓜瓜采纳,获得10
12秒前
14秒前
最佳发布了新的文献求助30
14秒前
14秒前
清欢昌丽发布了新的文献求助10
14秒前
共享精神应助huangduanku采纳,获得10
14秒前
15秒前
16秒前
duyuqing完成签到 ,获得积分10
16秒前
CDQ完成签到,获得积分10
18秒前
sly完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
木沐发布了新的文献求助10
19秒前
Orange应助尊敬谷波采纳,获得10
19秒前
20秒前
琪琪发布了新的文献求助10
21秒前
小号完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
On the Angular Distribution in Nuclear Reactions and Coincidence Measurements 1000
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5308512
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4453661
关于积分的说明 13857726
捐赠科研通 4341377
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2383861
邀请新用户注册赠送积分活动 1378491
关于科研通互助平台的介绍 1346482