平均相对熵与转译深度决定了变分量子分类器的噪声鲁棒性

变分量子算法(VQAs)已在量子机器学习(QML)、优化和分子模拟领域得到广泛应用研究。虽然该算法专为含噪声中等规模量子(NISQ)设备设计,但由于噪声设备结果的不确定性和有限资源可用性,其评估主要依赖经典计算机模拟。这引发了关于模拟VQA在含噪声硬件上可复现性的担忧。尽管先前研究表明,VQA可能在特定参数化浅层量子电路中展现噪声鲁棒性,但目前尚无明确标准界定何为浅层电路,也无法确定含噪声平台上VQA的最佳电路深度。这些挑战自然延伸至变分量子分类(VQC)算法——这是VQA中用于监督学习的子类算法。本文提出了一种基于相对熵的度量方法,用于验证VQC模型在含噪声设备上的表现是否与模拟环境一致。该研究团队发现类别间平均相对熵差异、编译电路深度与它们在含噪声量子设备上的性能差异存在强相关性。研究结果进一步表明,仅凭电路深度不足以表征浅层电路特性。通过采用多样化的VQC实现技术、数据集及多种含噪声量子设备,该工作提供了支持上述论断的经验证据。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-22 15:55

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