Nov, 2020

关于变分量子算法中贫瘠高原和成本函数局部性的研究

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TL;DR本文研究基于梯度优化的变分量子算法，分析了在表达能力足够强的参数化量子电路中，指数级消失的梯度现象 —— 荒原高原。提出了梯度的方差下界，主要取决于费用函数中每个项的纠缠锥体宽度，进一步阐明了荒原高原可能的条件。
variational quantum algorithmsgradient-based optimizationbarren plateauexpressive parametrized quantum circuitspauli decomposition
发现论文，激发创造
  • 浅层参数量子电路中与成本函数有关的不毛之地

    本文研究了量子电路参数优化问题，通过对全局和局部可观测量定义了两种方法，证明了在一定条件下采用局部可观测量定义的方法能够获得更好的训练效果。

    Jan, 2020

  • 荒凉高原对无梯度优化的影响

    该文研究了关于到底梯度自由优化器对于荒芜高原问题是否受影响存在争议，通过数值实验和理论分析，发现在荒芜高原情况下，梯度自由优化器无法解决问题，因为成本函数差异在荒芜高原被指数抑制，使得梯度自由优化器无法在优化过程中取得进展。

    Nov, 2020

  • 用量子优化控制工具诊断贫瘠高原

    本文研究了通过量子优化控制诊断基于问题的变分量子算法的荒原高原现象，证明了微调度系的可控性对 VQA 的梯度缩放具有影响，并建立了荒原高原与 Lie 代数维度缩放之间的联系。

    May, 2021

  • 变分量子计算中贫瘠高原的综述

    变分量子计算通过在不同领域中应用提供了一种灵活的计算模式。然而，实现其潜力的一个关键障碍是荒漠高原现象。本文提供了对荒漠高原现象的当前理解的全面回顾。

    May, 2024

  • 基于多能级量子位的贫瘠高地

    通过细致的分析，本研究揭示了多维量子比特的维度与贫瘠平台之间的直接关联，并通过数值结果展示了多维量子比特对贫瘠平台的影响，同时对基于多维量子比特的 VQA 的误差缓解技术的功效提出了进一步的审视。

    May, 2024

  • 机器学习中的懒惰性、平台性和噪音

    通过对神经网络中变分参数的大量抑制来定义惰性，其中量子情况下的抑制对于随机化变分量子电路的量子比特数量呈指数衰减。我们讨论了惰性与由量子物理学家在文献中创建的量子机器学习中的荒漠高原的差异，对梯度下降期间损失函数的平坦情况进行了讨论。同时，我们揭示了在一定的噪声模型下，量子变分算法对于过度参数化的噪声具有弹性。

    Jun, 2022

  • 超越贫瘠高原：量子变分算法被陷阱所淹没

    通过研究局部极小值和 Barren 高原现象，证明在全局最小能量附近未知最优参数的情况下，一类浅而无 barren 高原的变分量子模型具有很少的局部极小值，以至于在没有好的初值参数的情况下无法进行训练。此外，通过统计查询框架研究变分量子算法的可训练性，并表明大多数量子模型的噪声优化都需要指数级的查询数，虽然有希望通过研究某些类别的变分算法来解决这个问题。

    May, 2022

  • 证明无无所谓的平原是否意味着经典仿真？或者，为什么我们需要重新思考变分量子计算

    基于对贫瘠高原现象的理解，本文探讨了一个引人注目的问题：利用允许避免贫瘠高原的结构是否也可以用于在经典上高效模拟损失，通过在初步数据获取阶段从量子设备中收集一些经典数据，我们表明常用的具有可证明无贫瘠高原的模型也可以在经典上模拟，这对于参数化量子电路的非经典信息处理能力以及在量子硬件上运行的超多项式优势的可能性提出了严重质疑，最后讨论了我们观点中的警示性因素、智能初始化的作用，并强调了新的机遇。

    Dec, 2023

  • 玻色变分量子电路中的能量依赖性贫瘠高原

    文中提出，针对光学系统中的信息处理，分析了连续变量 Bosonic 量子变分电路（VQCs）中的训练问题，发现其学习难度受到电路能量的影响，提出了一种能够减轻训练难度的方法。

    May, 2023

  • 变分量子模拟：热启动理解案例研究

    通过研究温起始对学习量子实时和虚时间演化中较短深度电路的影响，探索缓解荒漠高原现象的潜力和局限性。

    Apr, 2024