可观测性指导的生成器选择:受限环境下基于𝔤纯度解释提升量子机器学习可训练性的方法

为研究量子机器学习(QML)中参数化酉矩阵的生成器设计,该团队提出了一种面向可观测量引导的n量子比特泡利串生成器池选择算法。该方法基于两个标准选择生成器:保持梯度中较大的一阶灵敏度,并抑制海森矩阵中的二阶干扰。在泡利串可观测量与候选生成器的受限条件下,该选择问题可表述为倾向于相互反交换生成器的二元优化问题。通过五量子比特小型电路合成数据集的数值实验表明,所选生成器在当前设定下比随机生成器选择具有更快的训练速度,同时保持相近的表达能力。此外,在额外代数假设下,所提标准可从可观测量的𝔤纯度角度进行解释:一阶灵敏度与𝔤纯度成正比,而二阶干扰(即海森矩阵非对角元素)受其上限约束。这些结果表明,在受限QML场景中,基于可观测量引导的生成器选择是提升模型可训练性的有效方向。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-17 04:37

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