論文の概要: Many-body localized hidden Born machine
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02346v1
- Date: Tue, 5 Jul 2022 22:38:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-07-07 13:15:40.582597
- Title: Many-body localized hidden Born machine
- Title(参考訳): 多体局所化隠しボーンマシン
- Authors: Weishun Zhong, Xun Gao, Susanne F. Yelin, Khadijeh Najafi
- Abstract要約: マルチボディローカライズド・マシン(MBL)と呼ばれる新しいアーキテクチャを提案する。
MBL隠されたBornマシンはMNIST手書き桁のパターンからなるおもちゃのデータセットを学習可能であることを数値的に示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.382143546774115
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Born Machines are quantum-inspired generative models that leverage the
probabilistic nature of quantum states. Here, we present a new architecture
called many-body localized (MBL) hidden Born machine that uses both MBL
dynamics and hidden units as learning resources. We theoretically prove that
MBL Born machines possess more expressive power than classical models, and the
introduction of hidden units boosts its learning power. We numerically
demonstrate that the MBL hidden Born machine is capable of learning a toy
dataset consisting of patterns of MNIST handwritten digits, quantum data
obtained from quantum many-body states, and non-local parity data. In order to
understand the mechanism behind learning, we track physical quantities such as
von Neumann entanglement entropy and Hamming distance during learning, and
compare the learning outcomes in the MBL, thermal, and Anderson localized
phases. We show that the superior learning power of the MBL phase relies
importantly on both localization and interaction. Our architecture and
algorithm provide novel strategies of utilizing quantum many-body systems as
learning resources, and reveal a powerful connection between disorder,
interaction, and learning in quantum systems.
- Abstract(参考訳): ボルンマシンは量子状態の確率論的性質を利用する量子に触発された生成モデルである。
本稿では,MBLダイナミックスと隠れユニットの両方を学習資源として利用する多体ローカライズドマシン(MBL)という新しいアーキテクチャを提案する。
理論的には、MBL Bornマシンは古典モデルよりも表現力が高いことが証明され、隠れユニットの導入によって学習能力が向上する。
我々は,mnist手書き桁のパターン,量子多体状態から得られた量子データ,非局所パリティデータからなる玩具データセットをmblhidden born machineが学習できることを数値的に示す。
学習の背後にあるメカニズムを理解するため,学習中のフォン・ノイマンの絡み合いやハミング距離などの物理量を追跡し,MBL,熱,アンダーソンの局所化位相における学習結果を比較する。
MBL位相の優れた学習能力は、局所化と相互作用の両方に大きく依存していることを示す。
本手法は,量子多体系を学習資源として利用する新しい手法を提供し,無秩序,相互作用,学習の強力な関連を明らかにする。
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