[发明专利]量子辅助优化

权利要求书

1.一种用于在包括一个或多个经典处理器和量子系统的系统上执行混合量子-经典信息处理的方法，所述方法包括：

获得量子系统的初始输入状态，其中，所述量子系统的初始输入状态是其基态编码优化任务的解决方案的量子系统的状态，量子系统由图形表示；

对于所述初始状态：

根据优化任务将图形划分为一个或多个局部区域；

在一个或多个经典信息处理器内演变输入状态和后续输入状态，所述演变包括将动力学经典涨落和/或聚类更新算法中的一个或多个施加于所述输入状态和后续输入状态；

确定动力学经典涨落或聚类更新算法未能克服给定温度下的能量形貌中的一个或多个能量势垒；

在量子系统内演变经典演变输入状态和后续经典演变输入状态，所述演变包括在给定温度下将动力学量子涨落施加于所述一个或多个局部区域；以及

重复施加演变和确定步骤直到获得接近量子系统的基态状态。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述动力学经典涨落包括回火过渡。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述回火过渡包括并行回火算法。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述动力学经典涨落包括加权动力学回火过渡。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述加权动力学回火过渡包括退火重要性采样。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚类更新算法在各种不同的温度下在参数空间中创建非局部状态变换。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚类更新算法在参数空间中创建非局部等温状态变换。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述聚类更新算法包括Houdayers聚类移动算法。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述动力学量子涨落包括经由施加驱动场来增加和减少零度量子涨落。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述动力学量子涨落包括经由施加驱动场来增加和减少有限温度耗散量子涨落。

11.如权利要求1所述的方法，其中，由一个或多个经典信息处理器对输入状态序列执行并行回火包括：

对初始输入状态和后续输入状态执行并行回火以克服一个或多个能量势垒直到遇到通过并行回火无法克服的能量势垒；以及

响应于确定通过并行回火无法克服能量势垒，终止对所述初始输入状态和所述后续输入状态的并行回火。

12.如权利要求1所述的方法，其中，由一个或多个经典信息处理器对所述输入状态序列执行聚类更新算法包括：

对所述输入状态序列执行聚类更新算法以克服通过并行回火无法克服的能量势垒。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述系统施加聚类更新算法，以及

其中，所述方法包括：

确定遇到通过聚类更新算法无法克服的能量势垒；

响应于确定遇到通过聚类更新算法无法克服的能量势垒，对所述经典演变输入状态执行量子退火以克服通过聚类更新算法无法克服的能量势垒。

14.如权利要求1所述的方法，其中，由一个或多个经典信息处理器对输入状态序列执行并行回火包括：

生成所述一个或多个量子系统的初始输入状态的多个副本；

对于不同的温度的集合中的每一个，演变所述量子系统的初始输入状态的副本中的一个或多个副本；以及

根据Metropolis标准在不同的温度下交换成对的演变的副本以克服一个或多个能量势垒。

15.如权利要求14所述的方法，其中，使用所述初始输入状态的多个副本和量子系统并行执行演变所述量子系统的初始输入状态的一个或多个副本。