Xây dựng thuật toán lượng tử VQE để lựa chọn mục tiêu tối ưu trong không gian hai chiều
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.IITE.2025.12-18Từ khóa:
Tối ưu hóa lượng tử; Lựa chọn mục tiêu; Thuật toán lai lượng tử - cổ điển; NISQ.Tóm tắt
Bài báo này trình bày việc áp dụng thuật toán trị riêng lượng tử biến phân (VQE: Variational Quantum Eigensolver) để giải quyết bài toán lựa chọn mục tiêu tối ưu trong không gian hai chiều. Cụ thể, chúng tôi xem xét một hệ thống bao gồm nhiều mục tiêu di động, mỗi mục tiêu chuyển động thẳng đều với tốc độ không đổi nhưng khác nhau và hướng cố định về một đối tượng cố định A. Mục tiêu của bài toán là tìm ra mục tiêu có thời gian tiếp cận đối tượng cố định A nhỏ nhất. Mặc dù bài toán này có thể giải quyết hiệu quả bằng phương pháp cổ điển nhưng ở đây phương pháp lượng tử được đề xuất nhằm chứng minh tiềm năng của tính toán lượng tử trong việc giải quyết các phiên bản phức tạp hơn của bài toán tối ưu hóa tổ hợp. Chúng tôi tập trung phân tích sâu vào việc mã hóa bài toán cổ điển thành bài toán lượng tử, xây dựng hàm mục tiêu H (Hamiltonian) và mô tả chi tiết quy trình, các bước thực hiện của thuật toán VQE.
Tài liệu tham khảo
[1]. Peruzzo, A., et al., "A variational eigenvalue solver on a photonic quantum processor," Nature Communications, 5(1), 4213, (2014).
[2]. Jones, T., et al., "Extending the Variational Quantum Eigensolver," Quantum, 8, 1144, (2024).
[3]. McClean, J. R., et al., "The theory of variational hybrid quantum-classical algorithms," New Journal of Physics, 20(3), 033005, (2018).
[4]. Fedorov, A., et al. "A hybrid classical-quantum approach to quantum chemistry on a near-term quantum computer." arXiv preprint arXiv:1804.03719, (2018).
[5]. Powell, M. J. D., "A direct search optimization method that models the objective and constraint functions by linear interpolation," In advances in optimization and numerical analysis, pp. 51-67, (1994).
[6]. Qiskit Textbook. "Variational Quantum Eigensolver (VQE)”. IBM Quantum Platform.
