elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Mean-Field Approximate Optimization Algorithm

Misra-Spieldenner, Aditi und Bode, Time und Schuhmacher, Peter K. und Stollenwerk, Tobias und Bagrets, Dmitry und Wilhelm, Frank K. (2023) Mean-Field Approximate Optimization Algorithm. APS March Meeting 2023, 2023-03-05 - 2023-03-10, Las Vegas, USA.

[img] PDF
478kB

Kurzfassung

The quantum approximate optimization algorithm (QAOA) is suggested as a promising application on early quantum computers. Here a quantum-inspired classical algorithm, the mean-field approximate optimization algorithm (mean-field AOA), is developed by replacement of the quantum evolution of the QAOA with classical spin dynamics through the mean-field approximation. Because of the alternating structure of the QAOA, this classical dynamics can be found exactly for any number of QAOA layers. We benchmark its performance against the QAOA on the Sherrington-Kirkpatrick model and the partition problem, and find that the mean-field AOA outperforms the QAOA in both cases for most instances. Our algorithm can thus serve as a tool to delineate optimization problems that can be solved classically from those that cannot, i.e., we believe that it will help to identify instances where a true quantum advantage can be expected from the QAOA. To quantify quantum fluctuations around the mean-field trajectories, we solve an effective scattering problem in time, which is characterized by a spectrum of time-dependent Lyapunov exponents. These provide an indicator for the hardness of a given optimization problem relative to the mean-field AOA.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200195/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Mean-Field Approximate Optimization Algorithm
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Misra-Spieldenner, Aditia.misra-spieldenner (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bode, Timet.bode (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schuhmacher, Peter K.Peter.Schuhmacher (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1232-4363148466508
Stollenwerk, Tobiast.stollenwerk (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bagrets, Dmitryd.bagrets (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilhelm, Frank K.f.wilhelm-mauch (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 März 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:QAOA Quantum Optimization Mean-Field Theory
Veranstaltungstitel:APS March Meeting 2023
Veranstaltungsort:Las Vegas, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 März 2023
Veranstaltungsende:10 März 2023
Veranstalter :American Physical Society
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Softwaretechnologie > High-Performance Computing
Institut für Softwaretechnologie
Hinterlegt von: Schuhmacher, Peter Ken
Hinterlegt am:11 Dez 2023 09:46
Letzte Änderung:28 Mai 2024 08:49

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.