論文の概要: Exact gradient for universal cost functions in variational quantum algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.17822v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 14:15:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.436452
• Title: Exact gradient for universal cost functions in variational quantum algorithms
• Title（参考訳）: 変分量子アルゴリズムにおける普遍コスト関数の厳密勾配
• Authors: Jesus Urbaneja, Le Bin Ho,
• Abstract要約: 本稿では、変分量子アルゴリズム(VQA)における全ての異なるコスト関数に対して有効な勾配導出のための普遍的で正確なフレームワークを提案する。 このフレームワークは制約的な仮定に頼らずに解析的勾配を提供し、これにより従来の期待値設定を超えて勾配に基づく最適化を拡張できる。 これらの勾配は、アダマールとヒルベルト・シュミットのテストを通じて量子ハードウェアに直接アクセスすることができ、この方法が実験的に利用可能となる。
• 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: We present a universal and exact framework for gradient derivation that is valid for all differentiable cost functions in variational quantum algorithms (VQAs). The framework provides analytic gradients without relying on restrictive assumptions, thereby extending gradient-based optimization beyond conventional expectation-value settings. These gradients can be directly accessed on quantum hardware through the Hadamard and Hilbert-Schmidt tests, making the method experimentally accessible. We illustrate the approach in variational quantum compilation, where it enables efficient and stable optimization. By establishing a universal and hardware-compatible method, this work advances the scalability and reliability of VQAs.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,変分量子アルゴリズム(VQA)におけるすべての微分可能なコスト関数に対して有効な勾配導出のための普遍的かつ正確なフレームワークを提案する。 このフレームワークは制約的な仮定に頼らずに解析的勾配を提供し、これにより従来の期待値設定を超えて勾配に基づく最適化を拡張できる。 これらの勾配は、アダマールとヒルベルト・シュミットのテストを通じて量子ハードウェアに直接アクセスすることができ、この方法が実験的に利用可能となる。 本稿では,効率よく安定な最適化を可能にする変分量子コンパイルのアプローチについて述べる。 普遍的でハードウェア互換の手法を確立することにより、VQAのスケーラビリティと信頼性が向上する。

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