論文の概要: Measurement-based quantum machine learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.08319v2
• Date: Tue, 30 Sep 2025 04:17:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:44:59.620636
• Title: Measurement-based quantum machine learning
• Title（参考訳）: 計測に基づく量子機械学習
• Authors: Luis Mantilla Calderón, Robert Raussendorf, Polina Feldmann, Dmytro Bondarenko,
• Abstract要約: 本稿では,計測に基づく量子計算ニューロンから構築された普遍的な量子ニューラルネットワークを提案する。 ノイズの存在下では, MuTA が普遍的なゲート集合を学習できることを数値的に示す。 フォトニックな Gottesman-Kitaev-Preskill 量子ビットによって課されるハードウェア制約を組み込む。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum machine learning (QML) leverages quantum computing for classical inference, furnishes the processing of quantum data with machine-learning methods, and provides quantum algorithms adapted to noisy devices. Typically, QML proposals are framed in terms of the circuit model of quantum computation. The alternative measurement-based quantum computing (MBQC) paradigm can exhibit lower circuit depths, is naturally compatible with classical co-processing of mid-circuit measurements, and offers a promising avenue towards error correction. Despite significant progress on MBQC devices, QML in terms of MBQC has been hardly explored. We propose the multiple-triangle ansatz (MuTA), a universal quantum neural network assembled from MBQC neurons featuring bias engineering, monotonic expressivity, tunable entanglement, and scalable training. We numerically demonstrate that MuTA can learn a universal set of gates in the presence of noise, a quantum-state classifier, as well as a quantum instrument, and classify classical data using a quantum kernel tailored to MuTA. Finally, we incorporate hardware constraints imposed by photonic Gottesman-Kitaev-Preskill qubits. Our framework lays the foundation for versatile quantum neural networks native to MBQC, allowing to explore MBQC-specific algorithmic advantages and QML on MBQC devices.
• Abstract（参考訳）: 量子機械学習(QML)は、古典的推論に量子コンピューティングを活用し、機械学習手法で量子データの処理を実装し、ノイズの多いデバイスに適応した量子アルゴリズムを提供する。 通常、QMLの提案は量子計算の回路モデルの観点からフレーム化される。 オルタナティブな測定ベースの量子コンピューティング(MBQC)パラダイムは、回路深度が低く、中回路測定の古典的コプロセッシングと自然に互換性があり、エラー修正への有望な道を提供する。 MBQCデバイスは大幅に進歩したが、MBQCに関してはQMLはほとんど研究されていない。 本稿では,MBQCニューロンをベースとした多角形アンサッツ(MuTA)を提案する。 量子状態分類器(quantum-state classifier)や量子機器(quantum instrument)などの存在下での普遍的なゲートセットを学習し,Mutaに合わせた量子カーネルを用いて古典的なデータを分類できることを数値的に示す。 最後に、フォトニックな Gottesman-Kitaev-Preskill 量子ビットによって課されるハードウェア制約を組み込む。 我々のフレームワークはMBQCにネイティブな汎用量子ニューラルネットワークの基礎を築き、MBQC固有のアルゴリズムの利点とMBQCデバイス上のQMLを探索する。

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