Geometric quantum machine learning with horizontal quantum gates
Notice bibliographique
Résumé
In the current framework of geometric quantum machine learning, the canonical method for constructing a variational ansatz that respects the symmetry of some group action is by forcing the circuit to be equivariant, i.e., to commute with the action of the group. This can, however, be an overzealous constraint that greatly limits the expressivity of the circuit, especially in the case of continuous symmetries. We propose an alternative paradigm for the symmetry-informed construction of variational quantum circuits, based on homogeneous spaces, relaxing the overly stringent requirement of equivariance. We achieve this by introducing horizontal quantum gates, which only transform the state with respect to the directions orthogonal to those of the symmetry. We show that horizontal quantum gates are much more expressive than equivariant gates, and thus can solve problems that equivariant circuits cannot. For instance, a circuit comprised of horizontal gates can find the ground state of an <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <a:mrow> <a:mi>SU</a:mi> <a:mo>(</a:mo> <a:mn>2</a:mn> <a:mo>)</a:mo> </a:mrow> </a:math> -symmetric model where the ground state spin sector is unknown—a task where equivariant circuits fall short. Moreover, for a particular subclass of horizontal gates based on symmetric spaces, we can obtain efficient circuit decompositions for our gates through the KAK theorem. Finally, we highlight a particular class of horizontal quantum gates that behave similarly to general <b:math xmlns:b="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <b:mrow> <b:mi>SU</b:mi> <b:mo>(</b:mo> <b:mn>4</b:mn> <b:mo>)</b:mo> </b:mrow> </b:math> gates, while achieving a quadratic reduction in the number of parameters for a generic problem.
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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 | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| 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 ».