使用置换不变量子机器学习解决图问题

许多计算问题在某些对称操作下保持不变。在经典机器学习中,这可以通过神经网络的层次结构来体现。在量子机器学习中,可以通过调整ansatz(参数化量子电路)来对应问题的特定对称性。研究团队在图分类问题上探讨了量子电路对问题对称性的适应性。在随机图上,量子机器学习的ansatz分别用于分类给定的随机图是否连通、是否为二分图、是否包含哈密顿路径或哈密顿环。研究发现,如果量子电路能够反映问题的内在对称性,其性能将显著优于标准的、未对称化的ansatz。即使对称性只是近似存在,与非对称化的ansatz相比,性能仍有显著提升。该工作展示了一种简单直观的构造方法,可以将对称性融入量子电路中。

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