早稲田大学の白井達彦講師らの研究グループは、制約をもつ組合せ最適化問題を量子計算機で精度を高く解くための新しい手法を開発した。この方法を量子アニーリング計算機及びゲート型量子計算機に適用し、実量子計算機でその有効性が改善したことを確認している。

ノイズがある量子計算機が短時間の計算処理によって組合せ最適化問題を解法する手法として、これまで変分法を用いた量子アルゴリズムが開発されてきた。だが、制約をもつ組合せ最適化問題では、十分な精度を達成することは難しいという問題があった。

研究では制約を満たさない解に対し、満たす解に変換する制約適合処理手法を構築し、制約をもつ組合せ最適化問題を解くための量子アルゴリズムを構築しようと試みた。

できる限り幅広く使える制約適合処理手法を構築することを目指したところ、すべての局所最適解が制約を満たす解となるための条件を理論的に証明された。この条件が満たされるとき、局所最適解を求めるための手法によって制約適合処理手法を構築することができる。現実世界の多くの組み合わせ最適化問題に適用できるという。

白井講師らは「今後、一層広範囲な組合せ最適化問題への適用を進めながら、実世界に見られる様々な具体的な問題に対して、本手法の有効性を検証していく」とコメントしている。