Beyond Product State Approximations for a Quantum Analogue of Max Cut
Notice bibliographique
Résumé
We consider a computational problem where the goal is to approximate the maximum eigenvalue of a two-local Hamiltonian that describes Heisenberg interactions between qubits located at the vertices of a graph. Previous work has shed light on this problem's approximability by product states. For any instance of this problem the maximum energy attained by a product state is lower bounded by the Max Cut of the graph and upper bounded by the standard Goemans-Williamson semidefinite programming relaxation of it. Gharibian and Parekh described an efficient classical approximation algorithm for this problem which outputs a product state with energy at least 0.498 times the maximum eigenvalue in the worst case, and observe that there exist instances where the best product state has energy 1/2 of optimal. We investigate approximation algorithms with performance exceeding this limitation which are based on optimizing over tensor products of few-qubit states and shallow quantum circuits. We provide an efficient classical algorithm which achieves an approximation ratio of at least 0.53 in the worst case. We also show that for any instance defined by a 3- or 4-regular graph, there is an efficiently computable shallow quantum circuit that prepares a state with energy larger than the best product state (larger even than its semidefinite programming relaxation).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».