Newest papers

Efficient Ground-State Manifold Amplification for Rydberg Atom Arrays via Houdayer Cluster Updates

Andrew J. Ochoa, Martin J. A. Schuetz, Helmut G. Katzgraber · 2026 · arXiv (Cornell University)

DOI: 10.48550/arxiv.2610.28528 · cited by 0 works (OpenAlex) · open-access PDF

Vietnamese

Trong khi chúng tôi phát hiện ra công việc này thiết lập một phương pháp phân loại hóa học lai để khám phá các vấn đề tập hợp độc lập tối đa, trong đó phần cứng lượng tử cung cấp các giải pháp ban đầu và một thuật toán hậu xử lý hoàn toàn cổ điển mở rộng chúng, tăng sự đa dạng của các giải pháp của các phép đo phần cứng lượng tử lên đến nhiều thứ tự quy mô. Các thiết bị tối ưu hóa lượng tử trên sáu giải pháp hậu xử lý cổ điển, trong khi có thể tạo ra các giải pháp chất lượng cao, có thể bị hạn chế lấy mẫu cơ bản. Điều này đặc biệt có vấn đề đối với các ứng dụng phụ thuộc rất nhiều vào một loạt các giải pháp tối ưu không liên quan. Chúng tôi áp dụng thuật toán Houdayer để cập nhật các giải pháp phân loại để mở rộng hệ thống các trường hợp được tạo ra lượng tử thông qua xử lý hậu xử lý cổ điển

Machine translation (Meta M2M100); the English original follows.

Abstract

We demonstrate a hybrid quantum-classical approach for exploring ground-state manifolds of maximum independent set problems, in which quantum hardware supplies the initial solutions and an entirely classical post-processing algorithm expands them, increasing the solution diversity of quantum hardware measurements by up to several orders of magnitude. Quantum optimization devices, while capable of generating high-quality solutions, can suffer from fundamental sampling limitations. This is particularly problematic for applications that strongly depend on a large variety of uncorrelated optimal solutions. We apply the Houdayer cluster update algorithm to systematically expand quantum-generated solution sets through classical post-processing. We validate our approach on a test bed of 43 problem instances from QuEra's Aquila analog annealing device, achieving diversity amplification factors, defined as the increase in the number of distinct solutions at a given set size, of up to 11923x with a median of 24.3x across different problem scales and hardness parameters. Because exact ground-state degeneracies are known for these instances, the recovered fraction of the manifold can be measured rather than bounded: post-processing recovers a median of 21% of the ground-state manifold, and provably all of it for six instances. We also demonstrate that, in some cases, the classical post-processing can discover independent sets larger than those found by the quantum hardware, thus improving on solution quality and not just diversity. While the method is non-ergodic and cannot guarantee complete manifold coverage, it consistently discovers a larger number of high-quality, and in some cases strictly better, configurations than quantum sampling alone. This work demonstrates how simple classical post-processing can enhance the utility of quantum optimization results.

Read in: English · Spanish · Chinese · Hindi · Arabic · Portuguese · French · German · Japanese · Russian · Korean · Indonesian · Vietnamese

Topics: Quantum, Quantum annealing, Algorithm, Manifold (fluid mechanics), Set (abstract data type), Mathematics

Sources: OpenAlex (CC0), arXiv, Crossref. Agent Exchange