The variational quantum eigensolver (VQE) is a leading strategy that exploits noisy intermediate-scale quantum (NISQ) machines to tackle chemical problems outperforming classical approaches. To gain such computational advantages on large-scale problems, a feasible solution is the QUantum DIstributed Optimization (QUDIO) scheme, which partitions the original problem into $K$ subproblems and allocates them to $K$ quantum machines followed by the parallel optimization. Despite the provable acceleration ratio, the efficiency of QUDIO may heavily degrade by the synchronization operation. To conquer this issue, here we propose Shuffle-QUDIO to involve shuffle operations into local Hamiltonians during the quantum distributed optimization. Compared with QUDIO, Shuffle-QUDIO significantly reduces the communication frequency among quantum processors and simultaneously achieves better trainability. Particularly, we prove that Shuffle-QUDIO enables a faster convergence rate over QUDIO. Extensive numerical experiments are conducted to verify that Shuffle-QUDIO allows both a wall-clock time speedup and low approximation error in the tasks of estimating the ground state energy of molecule. We empirically demonstrate that our proposal can be seamlessly integrated with other acceleration techniques, such as operator grouping, to further improve the efficacy of VQE.


翻译:变异量量乙醇(VQE)是一种主要战略,它利用噪音的中间规模量衡(NISQ)机器来解决化学问题,这比古典方法要好。为了在大规模问题上获得这种计算优势,一个可行的解决办法是QUantum Dislated Optimication(QUDIO)计划,它将原问题分成1K美元,将其分配给1K美元分解为副问题,并同时将其分配给1K美元量子机器,同时进行同步优化。尽管加速率可变,但QUDIO的效率可能因同步操作而严重降低。为了克服这一问题,我们建议Shuffle-QUDIO在量分配优化期间将打乱作业纳入当地的汉密尔顿人身上。与QUDIO、Shuffle-QUDIO(QUDIO)计划相比,它大大降低了量子处理器之间的通信频率,同时实现了更好的训练能力。我们证明Shuffle-QUDIO能够比QUDIO更快地降低速度速度。我们能够以更精确地进行地面测试。

0
下载
关闭预览

相关内容

最优化是应用数学的一个分支,主要指在一定条件限制下,选取某种研究方案使目标达到最优的一种方法。最优化问题在当今的军事、工程、管理等领域有着极其广泛的应用。
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
105+阅读 · 2020年5月3日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员