論文の概要: Expressibility of the alternating layered ansatz for quantum computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.12537v2
• Date: Tue, 13 Apr 2021 02:29:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 07:52:26.457943
• Title: Expressibility of the alternating layered ansatz for quantum computation
• Title（参考訳）: 量子計算における交互層状アンサッツの表現性
• Authors: Kouhei Nakaji and Naoki Yamamoto
• Abstract要約: 浅い交互層状アンサッツは,ハードウェア効率のよいアンサッツとほぼ同等の表現性を有することを示す。 これにより、中間スケールの量子コンピューティング時代の量子回路の新しい設計法が提供される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1110435360741175
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: The hybrid quantum-classical algorithm is actively examined as a technique applicable even to intermediate-scale quantum computers. To execute this algorithm, the hardware efficient ansatz is often used, thanks to its implementability and expressibility; however, this ansatz has a critical issue in its trainability in the sense that it generically suffers from the so-called gradient vanishing problem. This issue can be resolved by limiting the circuit to the class of shallow alternating layered ansatz. However, even though the high trainability of this ansatz is proved, it is still unclear whether it has rich expressibility in state generation. In this paper, with a proper definition of the expressibility found in the literature, we show that the shallow alternating layered ansatz has almost the same level of expressibility as that of hardware efficient ansatz. Hence the expressibility and the trainability can coexist, giving a new designing method for quantum circuits in the intermediate-scale quantum computing era.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド量子古典アルゴリズムは中規模量子コンピュータにも適用できる手法として積極的に検討されている。 このアルゴリズムの実行には、実装性と表現性のため、ハードウェア効率のよいアンサッツが用いられることが多いが、このアンサッツは、いわゆる勾配消滅問題に総じて苦しむという意味で、その訓練性に重大な問題がある。 この問題は、浅層交互の層状アンサッツのクラスに回路を限定することで解決できる。 しかし、このアンサッツの高い訓練能力は証明されているものの、状態生成において高い表現性を持つかどうかはまだ不明である。 本稿では,本論文における表現可能性の適切な定義により,浅い交互層状アンサッツがハードウェア効率のよいアンサッツとほぼ同等の表現性を有することを示す。 したがって、表現可能性とトレーサビリティは共存し、中間スケール量子コンピューティング時代の量子回路の新しい設計方法を与える。

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