양자와 고전 어닐러를 위한 동역학 벤치마크 프레임워크

초록

본 논문은 실시간 양자 동역학을 QUBO 형태로 변환하는 병렬‑시간 인코딩 기법을 제안하고, 이를 D‑Wave Advantage·Advantage2 양자 어닐러와 GPU 기반 클래식 솔버 VeloxQ, 전통적 시뮬레이티드 어닐링에 동일하게 적용해 성공 확률과 시간‑대‑해결(Time‑to‑Solution) 지표로 비교한다. 8가지 대표 모델(단일 회전, Bell·GHZ·클러스터 게이트, PT‑대칭 및 비헐미티안 생성자)을 대상으로 실험했으며, Advantage2가 전세대 대비 10배 이상 성공 확률을 높였지만 절대 실행 시간에서는 VeloxQ가 여전히 우위임을 확인한다. 또한 10⁵ 규모의 대규모 인스턴스를 구축해 향후 하드웨어 성능 평가 기준을 제공한다.

상세 분석

이 연구는 양자 동역학 시뮬레이션을 정적 최적화 문제로 변환하는 두 가지 핵심 아이디어를 결합한다. 첫 번째는 시간 구간을 Trotter 분할하여 각 구간의 짧은 전파 연산 Uₙ = exp