树张量网络嵌入到浅层量子电路中
量子物理
2025-02-03 v1
摘要
变分量子算法 (VQA) 被视为在受噪声限制的中间规模量子设备 (NISQ) 上实现量子优势的关键量子算法，这些设备只能执行浅层量子电路。然而，barren plateau 问题——即损失函数梯度随系统规模指数变小——阻碍了这一目标。最近的研究表明，将张量网络嵌入量子电路并初始化参数可避免barren plateau。然而，张量网络嵌入量子电路通常困难，方法仅限于最简单结构的矩阵产品态 (MPS)。本研究提出将树张量网络 (TTN) 嵌入浅层量子电路的方法。TTN 以其层次结构特点适用于表示二维系统和长程关联系统，而MPS不足以表示。我们的numerical结果表明，嵌入TTN比MPS提供更好的初始量子电路。此外，本方法具有实际计算复杂度，适用于广泛范围的TTN。本研究预期将VQA的应用范围扩展到二维系统和具有长程关联的系统，这些系统过去难以利用。
引用
@article{arxiv.2501.18856,
title = {Embedding of Tree Tensor Networks into Shallow Quantum Circuits},
author = {Shota Sugawara and Kazuki Inomata and Tsuyoshi Okubo and Synge Todo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.18856},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 5 figures