Verfahren zum Lösen von Optimierungsproblemen auf einem Quantencomputer durch Nutzung lokaler Energieverstimmungen

Dieser Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein NP-vollständiges Optimierungsproblem mit Hilfe eines Quantencomputers zu lösen, indem die zu optimierende Funktion durch die Hamiltonfunktion eines Quantensystem modelliert und dieses dann in den Grundzustand getrieben wird. Die Belegung des Grundzustandes löst dann das Optimierungsproblem.Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Verfahren zum Lösen eines Optimierungsproblems auf einem Graphen unter Verwendung von Rydbergzuständen, vorgeschlagen, das Verfahren umfassend die Schritte: Modellieren des Optimierungsproblems durch einen Graphen mit N Knoten und K Kanten, kodieren der N Knoten des Graphen durch Bereitstellung eines Systems aus N Atomen, die mit i ∈{1, ..., N} durchnumeriert werden, kodieren der K Kanten des Graphen, wobei eine Kante Ki,jzwischen Atomen (i,j) durch Wechselwirkungen mit Wechselwirkungsenergie Vi,jzwischen den Atomen (i,j) kodiert wird, Einstellen von Energieverstimmungen Δi0der einzelnen Atome i, sodass der Grundzustand des Systems der N Atome das Optimierungsproblem auf dem Graphen löst, Treiben des Systems der N Atome in den Grundzustand und Auslesen desselben, wobei vorgesehen ist, dass die Energieverstimmungen Δi0der jeweiligen Atome individuell eingestellt werden. This invention is based on the concept of solving an NP-complete optimization problem using a quantum computer by modelling the function to be optimized using the Hamilton function of a quantum system and then driving said quantum system into the basic state. Use of the basic state then solves the optimization problem. The problem on which the invention is based is solved by proposing a method for solving an optimization problem on a graph using Rydberg states, the method comprising the steps of: modelling the optimization problem by way of a graph having N nodes and K edges, encoding the N nodes of the graph by providing a system comprising N atoms consecutively numbered i ∈{1, ..., N}, encoding the K edges of the graph, wherein an edge Ki,j between atoms (i,j) is encoded by way of interactions with interaction energy Vi,j between the atoms (i,j), adjusting energy detunings Δi0 of the individual atoms i so that the basic state of the system of N atoms solves the optimization problem on the graph, driving the system of N atoms into the basic state and reading said basic state, there being provision for the energy detunings Δi0 of the respective atoms to be adjusted individually.