使用粒子群优化算法训练变分量子电路

在该工作中,研究团队采用了粒子群优化算法(PSO)来训练多种变分量子电路(VQC)。这一方法的提出源于基于梯度的传统优化方法易受“贫瘠高原”问题困扰的现状。PSO是一种受鸟群集体行为启发的随机优化技术,可设置粒子群维度、算法迭代次数和可调参数数量。研究中,PSO被用于训练VQC的整体结构,使其能够自主选择量子门类型、目标量子比特以及旋转角度(当选择旋转门时)。算法限定在四种量子门中进行选择:Rx、Ry、Rz门和CNOT门。 该优化方法已在MedMNIST的多个数据集上进行验证,该数据集是专为医学图像分类任务设计的生物医学图像集合。研究人员将PSO的性能与采用经典随机梯度下降法优化预定义VQC的结果进行对比。实验结果表明:尽管PSO使用的量子门数量少于梯度下降优化的VQC,但在多个数据集上能取得相当或更优的分类准确率。
提交arXiv: 2025-09-19 07:57

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