論文の概要: Leveraging Diffusion Models for Parameterized Quantum Circuit Generation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.20863v1
• Date: Tue, 27 May 2025 08:14:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-28 17:05:58.498866
• Title: Leveraging Diffusion Models for Parameterized Quantum Circuit Generation
• Title（参考訳）: パラメータ化量子回路生成のためのレバレッジ拡散モデル
• Authors: Daniel Barta, Darya Martyniuk, Johannes Jung, Adrian Paschke,
• Abstract要約: 我々は、量子回路(PQC)を合成するために、拡散モデル(DM)に基づく生成的アプローチを導入する。 我々は,高忠実度グリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー(GHZ)状態の生成に最適化されたPQCを合成し,量子機械学習(QML)分類タスクにおいて高い精度を達成するためのアプローチを実証する。
• 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: Quantum computing holds immense potential, yet its practical success depends on multiple factors, including advances in quantum circuit design. In this paper, we introduce a generative approach based on denoising diffusion models (DMs) to synthesize parameterized quantum circuits (PQCs). Extending the recent diffusion model pipeline of F\"urrutter et al. [1], our model effectively conditions the synthesis process, enabling the simultaneous generation of circuit architectures and their continuous gate parameters. We demonstrate our approach in synthesizing PQCs optimized for generating high-fidelity Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states and achieving high accuracy in quantum machine learning (QML) classification tasks. Our results indicate a strong generalization across varying gate sets and scaling qubit counts, highlighting the versatility and computational efficiency of diffusion-based methods. This work illustrates the potential of generative models as a powerful tool for accelerating and optimizing the design of PQCs, supporting the development of more practical and scalable quantum applications.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは大きな可能性を秘めているが、実際の成功は量子回路設計の進歩を含む複数の要因に依存する。 本稿では,パラメータ化量子回路(PQC)を合成するために,拡散モデル(DM)に基づく生成手法を提案する。 F\"urrutter et al [1] の最近の拡散モデルパイプラインを拡張して,本モデルは合成過程を効果的に条件付け,回路アーキテクチャと連続ゲートパラメータの同時生成を可能にする。 我々は,高忠実度グリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー(GHZ)状態の生成に最適化されたPQCを合成し,量子機械学習(QML)分類タスクにおいて高い精度を達成するためのアプローチを実証する。 本結果は,様々なゲート集合と拡張キュービット数にまたがる強力な一般化を示し,拡散に基づく手法の汎用性と計算効率を強調した。 この研究は、PQCの設計を加速し最適化するための強力なツールとしての生成モデルの可能性を示し、より実用的でスケーラブルな量子アプリケーションの開発を支援する。

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