論文の概要: Measurement-Induced Landscape Transitions and Coding Barren Plateaus in Hybrid Variational Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.09135v2
• Date: Tue, 29 Oct 2024 15:16:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 13:36:18.947991
• Title: Measurement-Induced Landscape Transitions and Coding Barren Plateaus in Hybrid Variational Quantum Circuits
• Title（参考訳）: ハイブリッド変分量子回路における測定誘起景観遷移と符号化バレン高原
• Authors: Gaurav Gyawali, Sonny Rappaport, Tiago Sereno, Michael J. Lawler,
• Abstract要約: 観測された量子回路では,バレン高原からノバレン高原への地形変化が観察された。 情報理論の観点から、これらは異なる遷移であると主張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The entanglement-induced barren plateau is an exponential vanishing of the parameter gradients with system size that limits the practical application of variational quantum algorithms(VQA). A landscape transition from barren plateau to no-barren plateau was recently observed in monitored quantum circuits, hypothesized to coincide with the measurement-induced phase transition (MIPT) that separates the area-law states from the volume-law states. We argue from an information theory perspective that these are different transitions. This hypothesis is supported by a numerical study that includes cost-gradient variances, visualizations of the optimization runs and cost-landscape, and a quantum-classical channel mutual information measure. The results are evidence for a universal measurement-induced landscape transition (MILT) at $p_c^{\text{MILT}} \approx 0.2 < p_c^{\text{MIPT}}$ and that throughout $0<p<p_c^{\text{MILT}}$, there is a finite quantum-classical channel mutual information in the limit of a large number of qubits. Unlike the barren plateau without measurements, a non-zero rate of measurements induces a coding barren plateau where, typically, information about the parameters is available to a local cost function despite a vanishing gradient.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いによって引き起こされるバレンプラトーは、変分量子アルゴリズム(VQA)の実用的な適用を制限するシステムサイズでパラメータ勾配を指数関数的に消滅させる。 バレン高原からノバレン高原へのランドスケープ遷移は、最近、測定誘起相転移(MIPT)と同等の量子回路で観測された。 情報理論の観点から、これらは異なる遷移であると主張する。 この仮説は、コスト勾配のばらつき、最適化の実行とコストランドスケープの可視化、量子-古典的チャネル相互情報測定を含む数値的な研究によって支持されている。 結果は、$p_c^{\text{MILT}} \approx 0.2 < p_c^{\text{MIPT}}$における普遍的な測地誘起ランドスケープ遷移(MILT)の証拠であり、$0<p<p_c^{\text{MILT}}$を通して、多くの量子ビットの極限に有限な量子-古典的なチャネル相互情報が存在することを証明している。 無測定のバレン台地とは異なり、非ゼロな測定速度は符号化バレン台地を誘導し、そこでは、通常、そのパラメータに関する情報は、消滅する勾配にもかかわらず、局所的なコスト関数に利用可能である。

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