論文の概要: Does provable absence of barren plateaus imply classical simulability? Or, why we need to rethink variational quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.09121v1
• Date: Thu, 14 Dec 2023 16:54:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-15 21:05:35.187644
• Title: Does provable absence of barren plateaus imply classical simulability? Or, why we need to rethink variational quantum computing
• Title（参考訳）: バレンプラトーの欠如は古典的シミュラビリティを示唆するか? あるいは、なぜ変分量子コンピューティングを再考する必要があるのか?
• Authors: M. Cerezo, Martin Larocca, Diego Garc\'ia-Mart\'in, N. L. Diaz, Paolo Braccia, Enrico Fontana, Manuel S. Rudolph, Pablo Bermejo, Aroosa Ijaz, Supanut Thanasilp, Eric R. Anschuetz, Zo\"e Holmes
• Abstract要約: バレン高原を避けることができる構造も、古典的な損失を効率的にシミュレートするために利用できますか? 一般に用いられているバレン高原の証明不可能なモデルもまた古典的にシミュレート可能であるという強い証拠を提示する。 このことは、不毛高原のない風景のためのパラメタライズド量子回路の情報処理能力の非古典性に深刻な疑問を呈している。
• 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: A large amount of effort has recently been put into understanding the barren plateau phenomenon. In this perspective article, we face the increasingly loud elephant in the room and ask a question that has been hinted at by many but not explicitly addressed: Can the structure that allows one to avoid barren plateaus also be leveraged to efficiently simulate the loss classically? We present strong evidence that commonly used models with provable absence of barren plateaus are also classically simulable, provided that one can collect some classical data from quantum devices during an initial data acquisition phase. This follows from the observation that barren plateaus result from a curse of dimensionality, and that current approaches for solving them end up encoding the problem into some small, classically simulable, subspaces. This sheds serious doubt on the non-classicality of the information processing capabilities of parametrized quantum circuits for barren plateau-free landscapes and on the possibility of superpolynomial advantages from running them on quantum hardware. We end by discussing caveats in our arguments, the role of smart initializations, and by highlighting new opportunities that our perspective raises.
• Abstract（参考訳）: 近年,バレン高原現象の解明に多大な努力が払われている。 このパースペクティブな記事では、部屋の中でますます大きな象に直面し、多くの人にほのめかされたが明示されていない質問に答える: 不毛の台地を避けることができる構造も活用して、古典的な損失を効率的にシミュレートできるだろうか? 我々は、初期データ取得フェーズにおいて量子デバイスから古典的なデータを収集できることを前提として、バレン高原の証明可能なモデルが古典的にシミュレート可能であることを示す。 これは、不毛の高原が次元性の呪いによって生じること、そしてそれらを解決するための現在のアプローチが、問題をいくつかの小さく古典的にシミュレート可能な部分空間にエンコードする、という観察から導かれる。 これは、不毛高原フリーランドスケープのためのパラメトリ化された量子回路の情報処理能力の非古典性と、量子ハードウェア上でそれを実行することによる超多項的利点に深刻な疑問を投げかける。 最後に、議論における注意点、スマートイニシャライズの役割、そして私たちの視点が生み出す新しい機会を強調することで締めくくります。

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