Characterization of overparametrization in the simulation of realistic quantum systems
Notice bibliographique
Résumé
Quantum computing devices require exceptional control of their experimental parameters to prepare quantum states and simulate other quantum systems. Classical optimization procedures used to find such optimal control parameters have further been shown in idealized settings to exhibit different regimes of learning. Of interest in this work is the overparametrization regime, where for systems with a sufficient number of parameters, global optima for prepared state and compiled unitary fidelities may potentially be reached exponentially quickly. Here, we study the robustness of overparametrization phenomena in the presence of experimental constraints on the controls, such as bounding or sharing parameters across operators, as well as in the presence of noise inherent to experimental setups. We observe that overparametrization phenomena are resilient in these realistic settings at short times, however fidelities decay to zero past a critical simulation duration due to accumulation of either quantum or classical noise. This critical depth is found to be logarithmic in the scale of noise, and optimal fidelities initially increase exponentially with depth, before decreasing polynomially with depth, and with noise. Our results demonstrate that parametrized Ans\"atze can mitigate entropic effects from their environment, offering tantalizing opportunities for their application and experimental realization in near-term quantum devices.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».