論文の概要: Dimensional Expressivity Analysis, best-approximation errors, and
automated design of parametric quantum circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.11489v2
- Date: Wed, 1 Dec 2021 13:26:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 04:13:18.268869
- Title: Dimensional Expressivity Analysis, best-approximation errors, and
automated design of parametric quantum circuits
- Title（参考訳）: パラメトリック量子回路の次元表現性解析、最適近似誤差、および自動設計
- Authors: Lena Funcke, Tobias Hartung, Karl Jansen, Stefan K\"uhn, Manuel
Schneider, Paolo Stornati
- Abstract要約: これらの手順で議論された次元的表現性分析は、これらの反作用に対処する手段である。
物理状態空間の次元を知ることで、PQCがすべての物理状態に到達できるかどうかを推定することができる。
この実装はアルゴリズムの古典的部分と量子的部分の両方において比較的小さなオーバーヘッドコストを持ち、将来はオンザフライ回路構築に使用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13980986259786224
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The design of parametric quantum circuits (PQCs) for efficient use in
variational quantum simulations (VQS) is subject to two competing factors. On
one hand, the set of states that can be generated by the PQC has to be large
enough to contain the solution state. Otherwise, one may at best find the best
approximation of the solution restricted to the states generated by the chosen
PQC. On the other hand, the PQC should contain as few parametric quantum gates
as possible to minimize noise from the quantum device. Thus, when designing a
PQC one needs to ensure that there are no redundant parameters. The dimensional
expressivity analysis discussed in these proceedings is a means of addressing
these counteracting effects. Its main objective is to identify independent and
redundant parameters in the PQC. Using this information, superfluous parameters
can be removed and the dimension of the space of states that are generated by
the PQC can be computed. Knowing the dimension of the physical state space then
allows us to deduce whether or not the PQC can reach all physical states.
Furthermore, the dimensional expressivity analysis can be implemented
efficiently using a hybrid quantum-classical algorithm. This implementation has
relatively small overhead costs both for the classical and quantum part of the
algorithm and could therefore be used in the future for on-the-fly circuit
construction. This would allow for optimized circuits to be used in every loop
of a VQS rather than the same PQC for the entire VQS. These proceedings review
and extend work in [1, 2].
- Abstract（参考訳）: 変分量子シミュレーション(VQS)において効率よく使用されるパラメトリック量子回路(PQC)の設計には、2つの競合要因がある。
一方、PQCによって生成される状態の集合は、解状態を含むのに十分な大きさでなければならない。
さもなくば、選択されたPQCによって生成される状態に制限された解の最良の近似を見つけることができる。
一方、PQCは量子デバイスからのノイズを最小限に抑えるために、極小のパラメトリック量子ゲートを含むべきである。
したがって、pqcを設計するとき、冗長なパラメータがないことを保証する必要がある。
これらの手順で議論される次元表現性解析は、これらの反作用に対処するための手段である。
主な目的は、PQC内の独立パラメータと冗長パラメータを識別することである。
この情報を用いて、過剰なパラメータを除去し、PQCによって生成される状態の空間の次元を計算することができる。
物理状態空間の次元を知ることで、PQCがすべての物理状態に到達できるかどうかを推定することができる。
さらに、この次元表現率解析は、ハイブリッド量子古典アルゴリズムを用いて効率的に行うことができる。
この実装はアルゴリズムの古典的部分と量子的部分の両方において比較的小さなオーバーヘッドコストを持ち、将来はオンザフライ回路構築に使用できる。
これにより、最適化された回路はVQS全体のPQCではなく、VQSのすべてのループで使用できる。
これらの手続きは[1, 2]における作業の見直しと拡張です。
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