Kvantni reševalnik za težke binarne kvadratične probleme

Financerji

Projekt QBIQ je usmerjen v razvoj eksaktnega reševalnika za probleme binarne kvadratne optimizacije (QBO), ki sodijo med NP-težke probleme in imajo pomembno vlogo na številnih aplikativnih področjih. Osrednje računsko ogrodje bo temeljilo na algoritmu Branch-and-Bound in bo združevalo najsodobnejše pristope visokozmogljivega in kvantnega računalništva. Reševalnik bo sestavljen iz treh modulov: visokozmogljivega reševalnika, ki nadgrajuje obstoječa orodja MADAM in BiqBin; inovativnega hibridnega kvantno-klasičnega reševalnika, ki najzahtevnejše numerične izračune prenaša na kvantne računalnike; ter čistega kvantnega reševalnika, namenjenega testiranju meja trenutnih kvantnih naprav na primerih brez omejitev (QUBO). Dostopen bo prek enotnega uporabniškega vmesnika z vgrajenim AI-modulom, ki bo avtomatsko izbral optimalno kombinacijo pristopov, programska koda pa bo javno objavljena.

Raziskovalni del projekta se osredotoča na razvoj novih metod za učinkovito iskanje tesnih zgornjih in spodnjih mej, uporabo semidefinitnega programiranja ter optimizacijo procesov paralelizacije. Posebna pozornost bo namenjena reševanju velikih sistemov linearnih enačb in generiranju izvedljivih skoraj optimalnih rešitev, kjer bo preizkušena tudi uporaba hrupnih vmesnih kvantnih naprav (NISQ). Cilj projekta je prikazati, kako lahko kombinacija klasičnih superračunalnikov in kvantnih računalnikov vodi do izboljšanih rezultatov pri reševanju zahtevnih optimizacijskih problemov ter ponuditi raziskovalni skupnosti odprtokodno orodje za nadaljnje raziskave in razvoj na področju kvantno-klasičnega računalništva.

Partnerji projekta

Rudolfovo – Znanstveno in tehnološko središče Novo mesto.