在多量子三元体系下基于变分神经网络与经典神经网络的熵估计
该团队采用两种互补方法——变分量子算法(VQAs)和经典卷积神经网络(CNNs)——对多量子三元系统(qutrit)中的冯·诺依曼熵估计进行了系统性研究,并使用理想(无噪声)量子模拟器进行评估。针对最多三个量子三元的系统,该团队构建并评估了11种硬件高效的SU(3)启发式变分拟设。参数扫描表明,在存在足够纠缠的情况下,估计精度主要由可训练参数的数量决定。基于此项研究,该团队将后续实验的参数数量固定为约120个,并观察到当纠缠门数量超过某个阈值后,性能提升仅呈现边际效应。对于更大规模的系统(两个到五个量子三元),该团队使用基于张量积互偏基测量结果训练的CNN。该模型实现了准确且稳定的预测,且性能随系统规模增大而系统性提升,其中两个量子三元系统的误差最高,五个量子三元系统的误差最低。值得注意的是,仅需完整态层析所需测量量的12.5%,即可使四量子三元和五量子三元系统的90百分位绝对误差达到约0.13-0.16纳特。CNN模型还对散粒噪声具有鲁棒性,并能很好地泛化到分布外态。总体而言,在模拟设置下,该团队的结果揭示了实用方法的转变:VQAs适用于小型系统,而基于CNN的估计器则为更大系统提供了更优的可扩展性和鲁棒性。
量科快讯
2 天前
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