量子Wasserstein编译:利用量子推土机距离进行酉编译
量子物理
2025-04-18 v3
摘要
尽管量子计算机的发展取得了进展,但需要深电路深度或高保真变换的量子算法的实际应用仍超出当前所谓含噪中等规模量子设备的范围。无论是现在还是将来,量子电路编译(QCC)都是任何量子算法执行的关键组成部分。除了将电路转换为硬件特定的门之外,它还可以优化电路深度并适应噪声。变分量子电路编译(VQCC)根据重现给定酉变换的目标来优化ansatz的参数。在这项工作中,我们提出了一种基于1阶量子Wasserstein距离的VQCC目标函数,称为量子Wasserstein编译(QWC)成本函数。我们证明QWC成本函数是两个电路平均不保真度的上限。一种基于局部泡利可观测量测量的估计方法被用于生成对抗网络中以学习给定的量子电路。我们通过将硬件高效ansatz(HEA)同时作为目标和ansatz进行编译,并与Loschmidt回波测试(LET)和Hilbert-Schmidt测试(HST)等成本函数进行比较,证明了QWC成本函数的有效性。最后,我们的实验表明,对于足够深的电路,与LET和HST相比,QWC作为成本函数受贫瘠高原的影响最小。
引用
@article{arxiv.2409.05849,
title = {Quantum Wasserstein Compilation: Unitary Compilation using the Quantum Earth Mover's Distance},
author = {Marvin Richter and Abhishek Y. Dubey and Axel Plinge and Christopher Mutschler and Daniel D. Scherer and Michael J. Hartmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.05849},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 9 figures