Farhi 等人提出的量子近似优化算法 (QAOA) 是一种用于解决量子或经典优化任务的量子计算框架。在这里,我们探索使用 QAOA 解决二元线性最小二乘 (BLLS);这个问题可以作为线性代数中其他几个难题的构建块,例如非负二元矩阵分解 (NBMF) 和非负矩阵分解 (NMF) 问题的其他变体。之前在量子计算中解决这些问题的大部分努力都是使用量子退火范式完成的。就这项工作的范围而言,我们的实验是在无噪声量子模拟器、包括设备真实噪声模型的模拟器和两台 IBM Q 5 量子比特机器上进行的。我们重点介绍了使用 QAOA 和类似 QAOA 的变分算法解决此类问题的可能性,其中试验解决方案可以直接作为样本获得,而不是在量子波函数中进行幅度编码。我们的数值结果表明,即使步骤数很少,对于采样基态的概率,模拟退火在 QAOA 深度 p ≤ 3 的情况下也能胜过 BLLS 的 QAOA。最后,我们指出了目前在基于云的量子计算机上实验实施该技术所面临的一些挑战。
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