量子信道神经网络近似的渐近展开

该论文建立了量子沃罗诺夫斯基-达马斯克林(QVD)定理,为量子神经网络算子在任意量子信道近似中的表现提供了完整的渐近特征描述。该结果将经典沃罗诺夫斯基定理从标量近似推广到量子信息论的非交换算子框架。研究人员通过刘维尔表示中的弗雷歇可微性并采用完全有界(钻石)范数进行度量,引入了严格的索伯列夫空间与赫尔德空间的量子类比。在此框架下,该工作推导出近似误差的显式渐近展开式,并识别了控制收敛的基本机制。该展开式分离了整数阶微分贡献、与有限正则性相关的分数阶修正项,以及源自算子代数结构的内在非交换效应。该研究还建立了具有显式正则性依赖关系的尖锐余项估计,明确考虑了量子信道正则性与底层希尔伯特空间维度的影响。多项应用展示了该理论的范围,包括描述量子神经网络算子波动机制的量子中心极限定理、基于算子几何平均的最优插值方法,以及受理查德森外推启发的收敛加速程序。这些成果为量子神经网络模型的渐近分析奠定了严格数学基础,在经典逼近理论、算子代数与量子信息科学之间建立了直接联系,对量子算法与量子机器学习领域具有重要启示。

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提交arXiv: 2026-03-09 18:12

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