Approximate combinatorial optimisation has emerged as one of the most promising application areas for quantum computers, particularly those in the near term. In this work, we focus on the quantum approximate optimisation algorithm (QAOA) for solving the Max-Cut problem. Specifically, we address two problems in the QAOA, how to select initial parameters, and how to subsequently train the parameters to find an optimal solution. For the former, we propose graph neural networks (GNNs) as an initialisation routine for the QAOA parameters, adding to the literature on warm-starting techniques. We show the GNN approach generalises across not only graph instances, but also to increasing graph sizes, a feature not available to other warm-starting techniques. For training the QAOA, we test several optimisers for the MaxCut problem. These include quantum aware/agnostic optimisers proposed in literature and we also incorporate machine learning techniques such as reinforcement and meta-learning. With the incorporation of these initialisation and optimisation toolkits, we demonstrate how the QAOA can be trained as an end-to-end differentiable pipeline.


翻译:近似组合组合优化已成为量子计算机最有希望的应用领域之一,特别是在近期。在这项工作中,我们侧重于解决最大产品问题的量子近似优化算法(QAOA),具体地说,我们解决了QAOA中的两个问题,即如何选择初始参数,以及随后如何培训参数以找到最佳解决办法。对于前者,我们提议将图形神经网络(GNNS)作为QAOA参数的初始化常规,添加关于热启动技术的文献。我们不仅展示GNN方法在图表实例中的通用性,而且展示增加图形大小,这是其他热启动技术所不具备的特征。关于培训QAOA,我们测试了几个关于最大产品问题的选修方法,其中包括在文献中建议的量意识/定量偏选方法,我们还采用了诸如强化和元学习等机器学习技术。在纳入这些初始化和优化工具后,我们演示QAOA的管道如何被培训为一种不同的最终工具。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
154+阅读 · 2020年5月26日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
【推荐】图像分类必读开创性论文汇总
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年8月15日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
6+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
9+阅读 · 2018年5月22日
Arxiv
4+阅读 · 2018年4月30日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
154+阅读 · 2020年5月26日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员