論文の概要: Hamiltonian variational ansatz without barren plateaus

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.08529v1
• Date: Thu, 16 Feb 2023 19:01:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-20 16:51:21.103474
• Title: Hamiltonian variational ansatz without barren plateaus
• Title（参考訳）: 不毛高原のないハミルトン変分アンサッツ
• Authors: Chae-Yeun Park and Nathan Killoran
• Abstract要約: 変分量子アルゴリズムは、短期量子コンピュータの最も有望な応用の1つである。 しかしながら、ランダムなPQCのコスト関数のランドスケープは、しばしば平坦であり、数十量子ビットを超えるモデルのトレーニング可能性を制限する。 この問題はバレンプラトー(Barren Plateaus)と呼ばれ、最近多くの注目を集めたが、一般的な解決策はまだ得られていない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Combining highly expressive parameterized quantum circuits (PQCs) with parameter optimization techniques in machine learning, variational quantum algorithms are one of the most promising applications of a near-term quantum computer. However, the cost function landscape of a randomly initialized PQC is often too flat, limiting trainability of the model beyond tens of qubits. This problem, dubbed barren plateaus, gained lots of attention recently, but a general solution is still not available. In this paper, we solve this problem for the Hamiltonian Variational Ansatz (HVA), which is widely studied for solving quantum many-body problems. After showing that a circuit described by local Hamiltonian evolution does not have exponentially small gradients, we derive parameter conditions such that the HVA is well approximated by local Hamiltonian evolution. Based on this result, we further propose an initialization scheme for the variational quantum eigensolver as well as a parameter-constrained ansatz that is free from barren plateaus.
• Abstract（参考訳）: 高発現パラメタライズド量子回路(PQC)と機械学習におけるパラメータ最適化技術を組み合わせることで、変動量子アルゴリズムは短期量子コンピュータの最も有望な応用の1つである。 しかしながら、ランダムに初期化されたpqcのコスト関数のランドスケープは、しばしば平坦であり、モデルの訓練能力は数十キュービットを超える。 barren plateausと呼ばれるこの問題は最近多くの注目を集めたが、一般的な解決策はまだ提供されていない。 本稿では,量子多体問題を解くために広く研究されているハミルトン変分 ansatz (hva) について,この問題を解く。 局所ハミルトン進化によって記述された回路が指数的に小さな勾配を持たないことを示すと、HVAが局所ハミルトン進化によってよく近似されるようなパラメータ条件を導出する。 この結果に基づき,変分量子固有ソルバの初期化スキームと,バレン高原を含まないパラメータ制約付きアンサッツを提案する。

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