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测量诱导的景观转变与混合变分量子电路中的编码贫瘠高原

量子物理 2024-10-30 v2 统计力学 强关联电子

摘要

纠缠诱导的贫瘠高原是参数梯度随系统规模指数级消失的现象,限制了变分量子算法(VQA)的实际应用。最近在监控量子电路中观察到从贫瘠高原到非贫瘠高原的景观转变,假设与测量诱导的相变(MIPT)一致,该相变将面积律态与体积律态分开。我们从信息论角度论证这些是不同的转变。这一假设得到了数值研究的支持,包括代价梯度方差、优化运行和代价景观的可视化,以及量子-经典信道互信息度量。结果证明了在pcMILT0.2<pcMIPTp_c^{\text{MILT}} \approx 0.2 < p_c^{\text{MIPT}}处存在普遍的测量诱导的景观转变(MILT),并且在整个0<p<pcMILT0<p<p_c^{\text{MILT}}范围内,在大量子数极限下存在有限的量子-经典信道互信息。与没有测量的贫瘠高原不同,非零测量率诱导了一个编码贫瘠高原,其中,尽管梯度消失,但参数信息通常可用于局部代价函数。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.09135,
  title  = {Measurement-Induced Landscape Transitions and Coding Barren Plateaus in Hybrid Variational Quantum Circuits},
  author = {Gaurav Gyawali and Sonny Rappaport and Tiago Sereno and Michael J. Lawler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.09135},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 9 figures, added results and discussion of mutual information with measurements, added discovery and discussion of coding barren plateaus