This paper presents a Qiskit-compatible distributed quantum approximate optimization algorithm (DQAOA) simulator for quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) problems arising in engineering design and decision applications. The open-source simulator is available through the RAISE LAB website and GitHub repository, with README documentation for installation, input formatting, configurable parameters, and example workflows. The package addresses the need for a reusable simulator that can solve and compare QUBO instances across different QAOA execution modes. It supports monolithic QAOA on a single quantum processing unit (QPU) and distributed QAOA across a user-specified number of QPUs with configurable capacities. The workflow canonicalizes the QUBO model, maps it to a cost Hamiltonian, allocates variables across QPUs, identifies local and cross-QPU couplings, and constructs the corresponding circuits. Runtime optimizations, including parameterized circuit reuse, objective reuse at fixed depth, batched evaluations, and parallel multi-start execution, reduce repeated overhead. A Streamlit graphical user interface is also provided for entering or uploading QUBO instances, configuring solver settings, running selected modes, and visualizing solution-quality metrics without editing Python scripts. The package is demonstrated on standalone QUBO benchmarks and a power generation unit commitment application. In the unit commitment case, brute force, monolithic QAOA, and distributed QAOA recover the same commitment bitstring and operating cost. Across multiple case studies, the simulator produces results consistent with classical monolithic QAOA references in terms of optimal bitstrings and costs. Staged runtime analysis shows substantial runtime reduction across implementation stages, while distributed QAOA remains more demanding because cross-QPU couplings require remote operations.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月12日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
论文浅尝 | 问题生成(QG)与答案生成(QA)的结合
开放知识图谱
16+阅读 · 2018年7月15日
超全总结:神经网络加速之量化模型 | 附带代码
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
10+阅读 · 8月27日
相关VIP内容
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月12日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
论文浅尝 | 问题生成(QG)与答案生成(QA)的结合
开放知识图谱
16+阅读 · 2018年7月15日
超全总结:神经网络加速之量化模型 | 附带代码
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员