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OGP LIMITS LIMIT SWAPPING IN QAOA

Goh, Mark Xin Hong (2024) OGP LIMITS LIMIT SWAPPING IN QAOA. DPG-Frühjahrstagungen 2024, 2024-03-17 - 2024-03-22, Berlin, Germany.

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Kurzfassung

The Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) is a quantum algorithm designed for combinatorial optimization problem. We show that under the assumption that the Overlap Gap Property (OGP) in the solution space for the Max-q-XORSAT is a monotonic increasing function, the swapping of limits in QAOA leads to suboptimal results limited by the OGP. Furthermore, since the performance of QAOA for the pure q-spin model matches asymptotically for Max-q-XORSAT on large-girth regular hypergraph, we show that the average-case value obtained by QAOA for the pure q-spin model for even q≥4 is bounded away from optimality even when the algorithm runs indefinitely. This suggests that a necessary condition for the validity of limit swapping in QAOA is the absence of OGP in a given combinatorial optimization problem. A corollary of this is that the spectral gap of a Hamiltonian exhibiting the OGP will close in the thermodynamic limit resulting in a limitation of the quantum adiabatic theorem and efficient optimization of QAOA parameters. Furthermore, the results suggests that even when sub-optimised, the performance of QAOA on spin glass is equal in performance to Montanari's classical algorithm in solving the mean field spin glass problem, the best known classical algorithm.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/211540/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:OGP LIMITS LIMIT SWAPPING IN QAOA
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Goh, Mark Xin Hongmark.goh (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 März 2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:QAOA, Quantum computing, spin glass, optimization
Veranstaltungstitel:DPG-Frühjahrstagungen 2024
Veranstaltungsort:Berlin, Germany
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:17 März 2024
Veranstaltungsende:22 März 2024
Veranstalter :Deutsche Physikalische Gesellschaft
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 Materialphysik im Weltraum > Wissenschaftliche Experimente
Hinterlegt von: Kunzner, Marlo
Hinterlegt am:20 Jan 2025 12:26
Letzte Änderung:20 Jan 2025 12:26

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