In this work, we study the limitations of the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) through the lens of statistical physics and show that there exists $\epsilon > 0$, such that $\epsilon\log(n)$ depth QAOA cannot arbitrarily-well approximate the ground state energy of random diluted $k$-spin glasses when $k\geq4$ is even. This is equivalent to the weak approximation resistance of logarithmic depth QAOA to the \kxors\ problem. We further extend the limitation to other boolean constraint satisfaction problems as long as the problem satisfies a combinatorial property called the coupled overlap-gap property (OGP) [Chen et al., Annals of Probability, 47(3), 2019]. As a consequence of our techniques, we confirm a conjecture of Brandao et al. [arXiv:1812.04170, 2018] asserting that the landscape independence of QAOA extends to logarithmic depth---in other words, for every fixed choice of QAOA angle parameters, the algorithm at logarithmic depth performs almost equally well on almost all instances. Our results provide a new way to study the power and limit of QAOA through statistical physics methods and combinatorial properties.


翻译:在这项工作中,我们通过统计物理学的透镜研究Quantum Aprear Apropimization Alogorithm(QAOA)的局限性,并表明存在美元=epsilon > 0$(n) 深度$ QAOA(n) 深度$\ epsilon\log(n) QAOA(n) 深度$ QAOA(n) ) 的局限性,因此,当美元=ge4美元时,我们无法任意地非常接近随机稀释美元- spin眼镜的地面状态能量。这相当于对数深度 QAOA(QA) 的近似近似阻力阻力。只要问题能满足称为同时重叠- gap 属性(OGP) 的组合属性(OGP) [Chen et al.,47(3), 20199] 美元为我们的技巧,我们确认Brandao et al.[arXiv:1812.04170, 2018] 2018] 表示QAAA(QAA的地貌独立度延伸至对地貌深度的地表深度限制, 几乎- 深度A(OA) A 的深度的深度限制,就提供了所有固定的统计结果的每个方向的测算结果的测程的测程的测程的测程的测程的每个结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】群论,Group Theory,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年6月25日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
17篇必看[知识图谱Knowledge Graphs] 论文@AAAI2020
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月12日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月9日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月9日
Implicit Maximum Likelihood Estimation
Arxiv
7+阅读 · 2018年9月24日
VIP会员
相关VIP内容
【硬核书】群论,Group Theory,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年6月25日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
17篇必看[知识图谱Knowledge Graphs] 论文@AAAI2020
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员