- PII
- S30345766S0370274X25080103-1
- DOI
- 10.7868/S3034576625080103
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 122 / Issue number 3-4
- Pages
- 177-183
- Abstract
- 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.
- Keywords
- Date of publication
- 17.06.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 33
References
- 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).
