論文の概要: Measuring Analytic Gradients of General Quantum Evolution with the Stochastic Parameter Shift Rule

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.10299v2
• Date: Tue, 19 Jan 2021 08:16:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 05:41:51.975158
• Title: Measuring Analytic Gradients of General Quantum Evolution with the Stochastic Parameter Shift Rule
• Title（参考訳）: 確率的パラメータシフト則による一般量子進化の解析的勾配の測定
• Authors: Leonardo Banchi, Gavin E. Crooks
• Abstract要約: 本研究では,量子計測から直接最適化される関数の勾配を推定する問題について検討する。 マルチキュービットパラメトリック量子進化の勾配を推定するアルゴリズムを提供する数学的に正確な公式を導出する。 私たちのアルゴリズムは、利用可能な全ての量子ゲートがノイズである場合でも、いくつかの近似で機能し続けています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hybrid quantum-classical optimization algorithms represent one of the most promising application for near-term quantum computers. In these algorithms the goal is to optimize an observable quantity with respect to some classical parameters, using feedback from measurements performed on the quantum device. Here we study the problem of estimating the gradient of the function to be optimized directly from quantum measurements, generalizing and simplifying some approaches present in the literature, such as the so-called parameter-shift rule. We derive a mathematically exact formula that provides a stochastic algorithm for estimating the gradient of any multi-qubit parametric quantum evolution, without the introduction of ancillary qubits or the use of Hamiltonian simulation techniques. The gradient measurement is possible when the underlying device can realize all Pauli rotations in the expansion of the Hamiltonian whose coefficients depend on the parameter. Our algorithm continues to work, although with some approximations, even when all the available quantum gates are noisy, for instance due to the coupling between the quantum device and an unknown environment.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド量子古典最適化アルゴリズムは、短期量子コンピュータにおける最も有望な応用の1つである。 これらのアルゴリズムでは、量子デバイス上で測定された測定結果からのフィードバックを用いて、いくつかの古典的パラメータに関して観測可能な量を最適化することが目的である。 本稿では,量子計測から直接に最適化される関数の勾配を推定し,パラメータシフト則などの文献に存在するいくつかのアプローチを一般化し,単純化する問題について検討する。 連立量子ビットの導入やハミルトニアンシミュレーション技術を用いることなく、任意のマルチキュービットパラメトリック量子進化の勾配を推定するための確率的アルゴリズムを提供する数学的に正確な公式を導出する。 勾配測定は、係数がパラメータに依存するハミルトニアンの拡大において、基礎となる装置が全てのパウリ回転を実現できる場合に可能である。 私たちのアルゴリズムは、例えば量子デバイスと未知の環境とのカップリングのために、利用可能な全ての量子ゲートがノイズである場合でも、いくつかの近似で動作し続ける。

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