仅使用经典资源实现高表达量子神经网络
目前提出的量子神经网络(QNNs)是近期有望实现的量子机器学习架构,其利用参数化量子电路试图超越经典模型的性能。在该工作中,该研究团队证明,这些模型声称的某些理想特性无需依赖量子硬件即可高效复现。研究人员系统地分析了QNN应用中常用参数化量子电路的表达能力,并将其与两类可经典高效模拟的量子态进行对比:矩阵乘积态(MPS)及通过对MPS施加克利福德门操作获得的克利福德增强型MPS(CMPS)。除表达能力外,该团队还量化了此类随机量子态集合中核心量子资源(纠缠度与非稳定态特性,即“魔性”)的水平,追踪其向哈尔分布的收敛过程。研究发现:虽然MPS需要大量参数才能复现任意量子态,但CMPS在纠缠度和魔性维度上能更快逼近哈尔分布。这些结果表明,QNN的高表达能力完全可通过纯经典资源实现。
