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利用哈密顿傅里叶特征学习哈密顿量函数

量子物理 2025-05-09 v2

摘要

我们提出了一个对量子计算机而言可被证明易于实现、而对经典计算机而言则可能难以实现的量子机器学习任务。该任务涉及预测形式为 Tr[f(H)ρ]\mathrm{Tr}[f(H)\rho] 的量,其中 ff 为未知函数,给定 HHρ\rho 的描述。通过对哈密顿量使用傅里叶基特征图和线性回归,我们理论上建立了该任务的可学习性,并在具有最多 40 个量子比特的超导设备上实现了它。本工作提供了一个具有实际应用价值、可被证明的量子易解性以及近期可行性的机器学习任务。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.16370,
  title  = {Learning functions of Hamiltonians with Hamiltonian Fourier features},
  author = {Yuto Morohoshi and Akimoto Nakayama and Hidetaka Manabe and Kosuke Mitarai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16370},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 6 figures; added a discussion on noise