論文の概要: From pulses to circuits and back again: A quantum optimal control
perspective on variational quantum algorithms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.06702v2
- Date: Wed, 13 Jan 2021 21:12:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-02 06:25:46.379762
- Title: From pulses to circuits and back again: A quantum optimal control
perspective on variational quantum algorithms
- Title（参考訳）: パルスから回路へ、そして再び振り返る:変分量子アルゴリズムにおける量子最適制御の観点から
- Authors: Alicia B. Magann, Christian Arenz, Matthew D. Grace, Tak-San Ho,
Robert L. Kosut, Jarrod R. McClean, Herschel A. Rabitz, Mohan Sarovar
- Abstract要約: 化学、最適化、機械学習などの応用のために、変分量子アルゴリズム(VQA)が開発されている。
本稿では,量子最適制御理論によりVQAの性能を伝達できる様々な方法を提案する。
- 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: The last decade has witnessed remarkable progress in the development of
quantum technologies. Although fault-tolerant devices likely remain years away,
the noisy intermediate-scale quantum devices of today may be leveraged for
other purposes. Leading candidates are variational quantum algorithms (VQAs),
which have been developed for applications including chemistry, optimization,
and machine learning, but whose implementations on quantum devices have yet to
demonstrate improvements over classical capabilities. In this Perspective, we
propose a variety of ways that the performance of VQAs could be informed by
quantum optimal control theory. To set the stage, we identify VQAs and quantum
optimal control as formulations of variational optimization at the circuit
level and pulse level, respectively, where these represent just two levels in a
broader hierarchy of abstractions that we consider. In this unified picture, we
suggest several ways that the different levels of abstraction may be connected,
in order to facilitate the application of quantum optimal control theory to VQA
challenges associated with ansatz selection, optimization landscapes, noise,
and robustness. A major theme throughout is the need for sufficient control
resources in VQA implementations; we discuss different ways this need can
manifest, outline a variety of open questions, and conclude with a look to the
future.
- Abstract（参考訳）: 過去10年間、量子技術の発展は目覚ましい進歩を遂げてきた。
耐故障性デバイスは数年先にとどまる可能性が高いが、今日のノイズの多い中間スケールの量子デバイスは他の目的のために活用されるかもしれない。
主な候補は変分量子アルゴリズム(VQA)で、化学、最適化、機械学習を含むアプリケーション向けに開発されたが、量子デバイスの実装は古典的な能力よりも改善を実証していない。
本稿では,量子最適制御理論によりVQAの性能を伝達できる様々な方法を提案する。
ステージを設定するために、vqaと量子最適制御を回路レベルとパルスレベルでの変分最適化の定式化として同定し、これらは我々が検討する抽象化のより広い階層の2つのレベルを表す。
この統一的な図では,量子最適制御理論のアンサッツ選択,最適化景観,雑音,ロバスト性に関連するvqa課題への適用を容易にするため,異なる抽象レベルが接続される可能性があるいくつかの方法を提案する。
VQA実装における十分なコントロールリソースの必要性、必要なさまざまな方法について議論し、さまざまなオープンな質問を概説し、将来を見据えて結論付けます。
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