Statisticheskie modeli barrenovskikh plato i antikontsentratsiya nablyudaemykh Pauli

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

Мы вводим статистические модели для каждого из трех основных источников барреновских плато: нелокальность наблюдаемой, запутанность начального состояния и экспрессивность квантовой цепи. В частности, нелокальные наблюдаемые моделируются случайными операторами Паули, что приводит к барреновским плато с вероятностью, экспоненциально близкой к единице. Эти модели являются дополнением к традиционным детерминированным подходам и зачастую проще в анализе. В рамках предложенного формализма мы показываем, что в режиме барреновского плато любые два оператора Паули антиконцентрированы с высокой вероятностью в следующем смысле: хотя каждый из них локализован в экспоненциально малом подпространстве параметров, соответствующие области по существу независимы, так что их пересечение экспоненциально меньше, чем каждое из подпространств по отдельности. Это наблюдение важно для понимания структуры квантовых ландшафтов с барреновскими плато и подходов к их оптимизации, включая стратегии предварительной инициализации.

Sobre autores

N. Nemkov

Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Email: nemkov@gmail.com
Москва, Россия

Bibliografia

  1. M. Cerezo, A. Arrasmith, R. Babbush, S. C. Benjamin, S. Endo, K. Fujii, J. R. McClean, K. Mitarai, X. Yuan, L. Cincio, and P. J. Coles, Nature Reviews Physics 3, 625 (2021); arXiv:2012.09265.
  2. J. Biamonte, P. Wittek, N. Pancotti, P. Rebentrost, N. Wiebe, and S. Lloyd, Nature 549, 195 (2017); arXiv:1611.09347.
  3. M. Schuld, R. Sweke, and J. J. Meyer, Phys. Rev. A 103, 032430 (2021); arXiv:2008.08605v2.
  4. L. Bittel and M. Kliesch, Phys. Rev. Lett. 127, 120502 (2021); arXiv:2101.07267.
  5. E. R. Anschuetz, arXiv:2109.06957 (2021).
  6. E. R. Anschuetz and B. T. Kiani, Nat. Commun. 13, 7760 (2022); arXiv:2205.05786.
  7. J. R. McClean, S. Boixo, V. N. Smelyanskiy, R. Babbush, and H. Neven, Nat. Commun. 9, 1 (2018); arXiv:1803.11173.
  8. M. Larocca, S. Thanasilp, S. Wang, K. Sharma, J. Biamonte, P. J. Coles, L. Cincio, J. R. McClean, Z. Holmes, and M. Cerezo, Nature Reviews Physics 7, 174 (2025); arXiv:2405.00781.
  9. A. Arrasmith, M. Cerezo, P. Czarnik, L. Cincio, and P. J. Coles, Quantum 5, 558 (2021); arXiv:2011.12245v2.
  10. P. Bermejo, P. Braccia, M. S. Rudolph, Z. Holmes, L. Cincio, and M. Cerezo, arXiv:2408.12739 (2024).
  11. M. Cerezo, M. Larocca, D. Garcia-Martin, N. L. Diaz, P. Braccia, E. Fontana, M. S. Rudolph, P. Bermejo, A. Ijaz, S. Thanasilp, E. R. Anschuetz, and Z. Holmes, arXiv:2312.09121 (2023).
  12. A. Skolik, J. R. McClean, M. Mohseni, P. van der Smagt, and M. Leib, Quantum Machine Intelligence 3, 5 (2021); arXiv:2006.14904.
  13. E. Grant, L. Wossnig, M. Ostaszewski, and M. Benedetti, Quantum 3, 214 (2019); arXiv:1903.05076v3.
  14. X.-M. Zhang, T. Li, and X. Yuan, arXiv:2201.11495 (2022).
  15. S. Wang, E. Fontana, M. Cerezo, K. Sharma, A. Sone, L. Cincio, and P. J. Coles, Nat. Commun. 12, 6961 (2021); arXiv:2007.14384.
  16. M. S. Rudolph, J. Miller, D. Motlagh, J. Chen, A. Acharya, and A. Perdomo-Ortiz, arXiv:2208.13673 (2022).
  17. N. A. Nemkov, E. O. Kiktenko, and A. K. Fedorov, Phys. Rev. A 111, 012441 (2025); arXiv:2405.05332.
  18. E. Farhi, J. Goldstone, and S. Gutmann, arXiv:1411.4028 (2014).
  19. A. Letcher, S. Woerner, and Ch. Zoufal, arXiv:2309.12681 (2023).
  20. M. Cerezo, A. Sone, T. Volkoff, L. Cincio, and P. J. Coles, Nat. Commun. 12, 1 (2021); arXiv:2001.00550.
  21. Z. Holmes, K. Sharma, M. Cerezo, and P. J. Coles, PRX Quantum 3, 010313 (2022); arXiv:2101.02138v2.
  22. N. Dowling, P. Kos, and Xh. Turkeshi, arXiv:2408.16047.
  23. Z. Puchala and J. A. Miszczak, Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences 65, 21 (2017); arXiv:1109.4244v2.
  24. Z. Webb, Quantum Information and Computation 16, 1379 (2016); arXiv:1510.02769.
  25. H. Zhu, Phys. Rev. A 96, 062336 (2018); arXiv:1510.02619.
  26. H. Zhu, R. Kueng, M. Grassl, and D. Gross, arXiv:1609.08172 (2016).
  27. A. Kandala, A. Mezzacapo, K. Temme, M. Takita, M. Brink, J. M. Chow, and J. M. Gambetta, Nature 549, 242 (2017); arXiv:1704.05018.
  28. M. Liu, J. Liu, Y. Alexeev, and L. Jiang, npj Quantum Inf. 8, 137 (2022); arXiv:2205.09900.
  29. V. Bergholm, J. Izaac, M. Schuld et al. (Collaboration), arXiv:1811.04968 (2018).
  30. N. Nemkov, https://github.com/idnm/barren_traps/tree/hea (2024).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025