Measurement-induced entanglement phase transitions in variational quantum circuits
Notice bibliographique
Résumé
Variational quantum algorithms (VQAs), which classically optimize a parametrized quantum circuit to solve a computational task, promise to advance our understanding of quantum many-body systems and improve machine learning algorithms using near-term quantum computers. Prominent challenges associated with this family of quantum-classical hybrid algorithms are the control of quantum entanglement and quantum gradients linked to their classical optimization. Known as the barren plateau phenomenon, these quantum gradients may rapidly vanish in the presence of volume-law entanglement growth, which poses a serious obstacle to the practical utility of VQAs. Inspired by recent studies of measurement-induced entanglement transition in random circuits, we investigate the entanglement transition in variational quantum circuits endowed with intermediate projective measurements. Considering the Hamiltonian Variational Ansatz (HVA) for the XXZ model and the Hardware Efficient Ansatz (HEA), we observe a measurement-induced entanglement transition from volume-law to area-law with increasing measurement rate. Moreover, we provide evidence that the transition belongs to the same universality class of random unitary circuits. Importantly, the transition coincides with a “landscape transition” from severe to mild/no barren plateaus in the classical optimization. Our work may provide an avenue for improving the trainability of quantum circuits by incorporating intermediate measurement protocols in currently available quantum hardware.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».