Variational Quantum Algorithms (VQAs) are a promising approach for practical applications like chemistry and materials science on near-term quantum computers as they typically reduce quantum resource requirements. However, in order to implement VQAs, an efficient classical optimization strategy is required. Here we present a new stochastic gradient descent method using an adaptive number of shots at each step, called the global Coupled Adaptive Number of Shots (gCANS) method, which improves on prior art in both the number of iterations as well as the number of shots required. These improvements reduce both the time and money required to run VQAs on current cloud platforms. We analytically prove that in a convex setting gCANS achieves geometric convergence to the optimum. Further, we numerically investigate the performance of gCANS on some chemical configuration problems. We also consider finding the ground state for an Ising model with different numbers of spins to examine the scaling of the method. We find that for these problems, gCANS compares favorably to all of the other optimizers we consider.


翻译:在近期量子计算机上,化学和材料科学通常会减少量子资源需求,因此对化学和材料科学等实际应用来说,变化量子算法(VQAs)是一种很有希望的方法。然而,为了实施VQAs,需要一种高效的经典优化战略。在这里,我们展示了一种新的随机梯度梯度下降法,使用每步可调的射击次数,称为全球双倍调整射击次数(gcANS)法,这种方法在迭代次数和所需射击次数方面都比以往的先进技术有所改进。这些改进减少了运行当前云层平台上的VQA所需的时间和资金。我们分析证明,在对等式环境中,gcANS能够实现与最佳的几何趋一致。此外,我们还从数字上调查了GCANS在某些化学配置问题上的性能。我们还考虑找到具有不同数量旋转的Ising模型的地面状态。我们发现,对于这些问题来说,GCANS的地面状态优于我们所考虑的其他优化者。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
41+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2020年3月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
9+阅读 · 2021年3月8日
VIP会员
相关资讯
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2020年3月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员