【手続補正書】
【提出日】令和3年4月9日(2021.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ実行可能コンポーネントを格納するメモリと、
前記メモリ中に格納されたコンピュータ実行可能コンポーネントを実行するプロセッサと、
を含むシステムであって、前記コンピュータ実行可能コンポーネントが、
最適化問題を許容量子状態上の最適化問題中にマッピングするため、１つ以上の制約に基づいてコスト関数をハミルトニアンにマッピングするマッピング・コンポーネントと、
少なくとも１つの集合ゲートを有する量子回路を含み、量子ハードウェアのキュービットをもつれさせるためのマイクロ波制御パルスが点在する量子ハードウェアの物理時間発展によって前記ハミルトニアンに対応する試行状態を生成し、最適値をもたらす試行状態を判定するために前記試行状態に対する量子コスト関数を評価する、試行状態および評価コンポーネントと、
最適状態を見出すため、ハミルトニアンを変形ハミルトニアンに変形し、望ましいハミルトニアンに対するオプティマイザが算定されるまで、前記変形されたハミルトニアンに対する次の最適化のための次の開始状態として前記最適状態を用いる、変形コンポーネントと、
を含む、システム。
【請求項２】
組み合せ最適化問題の１つ以上の近似を得るために、前記オプティマイザに対応する前記最適状態からサンプリングを行うサンプリング・コンポーネントをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記マッピング・コンポーネントと相互作用し、前記最適値をもたらす前記試行状態を出力するインターフェースをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記試行状態および評価コンポーネントが、前記試行状態上の個々のパウリ演算子を測定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
プロセッサに動作可能に連結されたシステムによって、量子ハードウェアを用いて組み合せ最適化問題の解決を促進するステップを含む方法であって、前記システムが、
前記システムによって、前記組み合せ最適化問題に関連付けられたコスト関数を、前記コスト関数に対する量子ハミルトニアンを構築するステップも含め、許容量子状態上の最適化問題にマッピングするステップと、
前記システムの量子回路によって、マイクロ波制御パルスが点在する前記量子ハードウェアの物理時間発展によって試行状態のセットを生成するステップと、
前記システムによって、前記試行状態に対する量子コスト関数を評価するステップと、
前記システムによって、最適値をもたらす試行状態を判定するステップと、
前記システムによって、最適状態を見出すためにハミルトニアンを変形し、望ましいハミルトニアンに対するオプティマイザが算定されるまで、変形されたハミルトニアンに対する次の最適化のための次の開始状態として前記最適状態を用いるステップと、
を含む、方法。
【請求項６】
制御パルスが点在する量子ハードウェアの前記物理時間発展によって前記試行状態のセットを前記生成するステップが、試行状態を生成するために前記物理時間発展を用いるステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コスト関数に対する前記量子ハミルトニアンを前記構築するステップが、対角量子ハミルトニアンを構築するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記コスト関数に対する前記量子ハミルトニアンを前記構築するステップが、量子ハミルトニアンをパウリＺ項の一次結合として表すステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
バイナリの組み合せ最適化問題に関連付けられた前記コスト関数を前記マッピングするステップが、前記コスト関数を近似量子コンピュータ上のキュービット表現にマッピングするステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記試行状態に対する量子コスト関数を評価し、前記試行状態上の個々のパウリ演算子を測定するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記組み合せ最適化問題への近似解を得るために、前記オプティマイザに対応する前記最適状態からサンプリングを行うステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記組み合せ最適化問題がバイナリの組み合せ最適化問題を含み、前記方法が、前記バイナリの最適化問題への近似解を提供するビット・ストリングを得るために、前記オプティマイザに対応する前記最適状態からサンプリングを行うステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
組み合せ最適化問題に関連付けられたコスト関数を、１つ以上の制約条件に基づいて許容量子状態上の最適化問題にマッピングし、前記コスト関数に対する量子ハミルトニアンを構築する、マッピング・コンポーネントと、
マイクロ波制御パルスが点在する量子ハードウェアの物理時間発展によって、試行状態のセットを生成する量子回路を含み、前記試行状態に対する量子コスト関数を評価し、最適値をもたらす試行状態を判定する、試行状態および評価コンポーネントと、
最適状態を見出すため、前記量子ハミルトニアンを変形ハミルトニアンに変形し、望ましいハミルトニアンに対するオプティマイザが算定されるまで、前記変形ハミルトニアンに対する次の最適化のための次の開始状態として前記最適状態を使用する、変形コンポーネントと
を含む電子デバイス。
【請求項１４】
前記量子回路が、もつれを生じさせるために前記制御パルスを使用する、請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記コスト関数に対する前記量子ハミルトニアンを構築する前記マッピング・コンポーネントが、対角量子ハミルトニアンを構築する、請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１６】
前記対角量子ハミルトニアンを構築する前記マッピング・コンポーネントが、前記量子ハミルトニアンをパウリＺ項の一次結合として表す、請求項１５に記載の電子デバイス。
【請求項１７】
前記マッピング・コンポーネントが、前記コスト関数を近似量子コンピュータ上のキュービット表現にマッピングする、請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
前記試行状態および評価コンポーネントが、前記試行状態上の個々のパウリ演算子を測定する、請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
前記最適化問題への近似解を提供するビット・ストリングを得るために、サンプリングを行うサンプリング・コンポーネントをさらに含む、請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項２０】
プロセッサに動作可能に連結されたシステムによって、関連する開始制御パラメータを有する開始ハミルトニアンを取得するステップと、
ユニタリもつれゲートを含む量子ハードウェアを用いて、前記開始ハミルトニアンから得られた変形ハミルトニアンのエネルギを見積もるための試行状態を生成するステップと、
前記開始ハミルトニアンに関連付けられた前記試行状態に対する最適制御パラメータに基づいて、変型ハミルトニアンの新しい最適制御パラメータを見出すため、前記量子ハードウェアを使って、前記変形ハミルトニアンの前記エネルギを反復して測定するステップと、
前記変形ハミルトニアンの前記新しい最適制御パラメータを新規の開始制御パラメータとし前記変形ハミルトニアンを新規の開始ハミルトニアンとして使用するステップを含めて、最終的な望ましいハミルトニアンへの変形達成されるまで、前記変形されたハミルトニアンを、繰り返される初期制御パラメータによって新規の変形ハミルトニアンに反復して変形するステップと、
を含む、方法。
【請求項２１】
前記システムによって、組み合せ最適化問題への近似解を提供するデータを取得するため、前記最終の望ましいハミルトニアン、および前記最終の望ましいハミルトニアンに関連付けられた前記最適制御パラメータに対応する情報に基づいて、サンプリングを行うステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記システムによって、もつれを生じさせる制御パルスが点在する前記量子ハードウェアの物理時間発展によって試行状態のセットを生成するステップと、前記試行状態に対する量子コスト関数を評価するステップと、最適値をもたらす試行状態を判定するステップとをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
バイナリの組み合せ最適化問題の解決を促進するコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・プログラムは、具現化されたプログラム命令を有するコンピュータ可読ストレージ媒体を含み、前記プログラム命令は、プロセッサによって実行可能で、前記プロセッサに、
プロセッサに動作可能に連結されたシステムによって、関連する開始制御パラメータを有する開始ハミルトニアンを取得させ、
ユニタリもつれゲートを含む量子ハードウェアを用いて、前記開始ハミルトニアンから得られた変形ハミルトニアンのエネルギを見積もるための試行状態を生成させ、
前記開始ハミルトニアンに関連付けられた前記試行状態に対する最適制御パラメータに基づいて、変型ハミルトニアンの新しい最適制御パラメータを見出すため、前記量子ハードウェアを使って、前記変形ハミルトニアンの前記エネルギを反復して測定させ、
前記変形ハミルトニアンの前記新しい最適制御パラメータを新規の開始制御パラメータとして前記変形ハミルトニアンを新規の開始ハミルトニアンとして使用することを含めて、最終的な望ましいハミルトニアンへの変形が達成されるまで、変形されたハミルトニアンを、繰り返される初期制御パラメータによって新規の変形ハミルトニアンに反復して変形させる、
コンピュータ・プログラム。
【請求項２４】
前記プログラム命令がプロセッサによってさらに実行可能で、前記プロセッサに、組み合せ最適化問題への近似解を提供するデータを取得するため、前記最終の望ましいハミルトニアン、および前記望ましいハミルトニアンに関連付けられた前記最適制御パラメータに対応する情報に基づいて、前記プロセッサにサンプリングを行わせる、請求項２３に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項２５】
前記プログラム命令が前記プロセッサによってさらに実行可能で、前記プロセッサに、もつれを生じさせる制御パルスが点在する前記量子ハードウェアの物理時間発展によって試行状態のセットを生成させ、前記試行状態に対する量子コスト関数を評価させ、且つ、最適値をもたらす試行状態を判定させる、請求項２３に記載のコンピュータ・プログラム。