論文の概要: Measurement cost of metric-aware variational quantum algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.05172v3
• Date: Thu, 9 Sep 2021 22:31:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-20 14:02:08.588295
• Title: Measurement cost of metric-aware variational quantum algorithms
• Title（参考訳）: 計量対応変分量子アルゴリズムの測定コスト
• Authors: Barnaby van Straaten, B\'alint Koczor
• Abstract要約: 量子コンピュータを用いて行列とベクトルオブジェクトの両方を推定する距離対応量子アルゴリズムについて検討する。 行列とベクトルのエントリ間でサンプルを最適に分散する一般的な手法を提案する。 量子フィッシャー情報行列を推定するのに必要となる回路繰り返しの数は、繰り返しの回数の増加に対して無視可能であることを確かめる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Variational quantum algorithms are promising tools for near-term quantum computers as their shallow circuits are robust to experimental imperfections. Their practical applicability, however, strongly depends on how many times their circuits need to be executed for sufficiently reducing shot-noise. We consider metric-aware quantum algorithms: variational algorithms that use a quantum computer to efficiently estimate both a matrix and a vector object. For example, the recently introduced quantum natural gradient approach uses the quantum Fisher information matrix as a metric tensor to correct the gradient vector for the co-dependence of the circuit parameters. We rigorously characterise and upper bound the number of measurements required to determine an iteration step to a fixed precision, and propose a general approach for optimally distributing samples between matrix and vector entries. Finally, we establish that the number of circuit repetitions needed for estimating the quantum Fisher information matrix is asymptotically negligible for an increasing number of iterations and qubits.
• Abstract（参考訳）: 変動量子アルゴリズムは、浅い回路が実験的な不完全さに頑健であるため、短期量子コンピュータにとって有望なツールである。 しかし、実際の適用性は、ショットノイズを十分に減らすために、回路の実行回数に強く依存している。 量子コンピュータを用いて行列とベクトルオブジェクトの両方を効率的に推定する変分アルゴリズムについて考察する。 例えば、最近導入された量子自然勾配法では、量子フィッシャー情報行列を計量テンソルとして、回路パラメータの共依存性の勾配ベクトルを補正する。 反復ステップを一定精度で決定するために必要な測定回数を厳格に特徴付け、上限を上限とし、行列とベクトルのエントリ間でサンプルを最適に分配する一般的な手法を提案する。 最後に,量子フィッシャー情報行列の推定に必要な回路繰り返し数が,反復数や量子ビット数の増加に対して漸近的に無視可能であることを示す。

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