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Enregistrement W3094730062 · doi:10.1103/prxquantum.2.040316

Entanglement-Induced Barren Plateaus

2021· preprint· en· W3094730062 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevuePRX Quantum · 2021
Typepreprint
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueQuantum many-body systems
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesPacific Northwest National LaboratoryU.S. Department of EnergyLaboratory Directed Research and DevelopmentOffice of ScienceCentre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, Australian Research CouncilBattelle
Mots-clésQuantum entanglementBoltzmann constantQuantumBounded functionStatistical physicsEntropy (arrow of time)Boltzmann machineFunction (biology)Artificial neural networkComputer scienceMathematicsQuantum mechanicsPhysicsArtificial intelligenceMathematical analysis

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We argue that an excess in entanglement between the visible and hidden units in a quantum neural network can hinder learning. In particular, we show that quantum neural networks that satisfy a volume law in the entanglement entropy will give rise to models that are not suitable for learning with high probability. Using arguments from quantum thermodynamics, we then show that this volume law is typical and that there exists a barren plateau in the optimization landscape due to entanglement. More precisely, we show that for any bounded objective function on the visible layers, the Lipshitz constants of the expectation value of that objective function will scale inversely with the dimension of the hidden subsystem with high probability. We show how this can cause both gradient-descent and gradient-free methods to fail. We note that similar problems can happen with quantum Boltzmann machines, although stronger assumptions on the coupling between the hidden and/or visible subspaces are necessary. We highlight how pretraining such generative models may provide a way to navigate these barren plateaus.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,410
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,027
Tête enseignante GPT0,278
Écart entre enseignants0,251 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle