1مركز أبحاث الكم ، معهد الابتكار التكنولوجي ، أبو ظبي ، الإمارات العربية المتحدة
2Departament de Física Quàntica i Astrofísica and Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB) ، جامعة برشلونة ، برشلونة ، إسبانيا.
3قسم الفيزياء النظرية ، CERN ، CH-1211 جنيف 23 ، سويسرا.
4معهد الفيزياء ، جامعة يانغ مينغ تشياو تونغ الوطنية ، هسينشو 30010 ، تايوان.
5مختبر TIF ، Dipartimento di Fisica ، Università degli Studi di Milano و INFN Sezione di Milano ، ميلان ، إيطاليا.
تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.
ملخص
نقترح ونقيم بنية بديلة لمولد الكم في سياق التعلم التوليدي التوليدي لتوليد حدث مونت كارلو ، وتستخدم لمحاكاة عمليات فيزياء الجسيمات في مصادم الهادرونات الكبير (LHC). نحن نتحقق من صحة هذه المنهجية من خلال تنفيذ شبكة الكم على البيانات الاصطناعية التي تم إنشاؤها من التوزيعات الأساسية المعروفة. ثم يتم تطبيق الشبكة على مجموعات البيانات التي تم إنشاؤها في مونت كارلو لعمليات تشتت LHC المحددة. تؤدي بنية المولد الكمومي الجديدة إلى تعميم التطبيقات الحديثة ، مما يؤدي إلى اختلافات أصغر في Kullback-Leibler حتى مع الشبكات ذات العمق الضحل. علاوة على ذلك ، يتعلم المولد الكمي بنجاح وظائف التوزيع الأساسية حتى لو تم تدريبه بمجموعات عينات تدريب صغيرة ؛ هذا مثير للاهتمام بشكل خاص لتطبيقات زيادة البيانات. ننشر هذه المنهجية الجديدة على بنيتين مختلفتين للأجهزة الكمومية ، وهما تقنيات الأيونات المحتبسة والموصلية الفائقة ، لاختبار قابليتها للبقاء على نحو مستقل عن الأجهزة.
صورة مميزة: على اليسار ، خطوات تخطيطية متضمنة في تدريب style-qGAN. على اليمين ، توزيعات العينات الهامشية للملاحظات المادية ، s ، t ، y في إنتاج pp -> ttbar في LHC لنموذج style-qGAN.
► بيانات BibTeX
ferences المراجع
[1] جيه بريسكيل ، الكم 2 ، 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
[2] F. Arute ، K. Arya ، R. Babbush ، D. Bacon ، JC Bardin ، R. Barends ، R. Biswas ، S. Boixo ، FGSL Brandao ، DA Buell ، et al. ، Nature 574، 505 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5
[3] H.-S. Zhong ، H. Wang ، Y.-H. دينغ ، م. تشين ، ل. بينغ ، Y.-H. Luo، J. Qin، D. Wu، X. Ding، Y. Hu، et al.، Science 370، 1460 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abe8770
[4] إم سيريزو ، أراسميث ، آر. بابوش ، إس سي بينجامين ، إس إندو ، كيه فوجي ، جي آر ماكلين ، كيه ميتاراي ، إكس يوان ، إل سينسيو ، وآخرون ، مراجعات الطبيعة فيزياء 3 ، 625-644 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9
[5] K. Bharti، A. Cervera-Lierta، TH Kyaw، T. Haug، S. Alperin-Lea، A. Anand، M. Degroote، H. Heimonen، JS Kottmann، T. Menke، W.-K. موك ، S. Sim ، L.-C. Kwek ، و A. Aspuru-Guzik ، مراجعات للفيزياء الحديثة 94 ، 015004 (2022).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.015004
[6] J. Biamonte، P. Wittek، N. Pancotti، P. Rebentrost، N. Wiebe، and S. Lloyd، Nature 549، 195 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature23474
[7] M. Schuld and F. Petruccione ، الإشراف على التعلم باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، المجلد. 17 (سبرينغر ، 2018).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-96424-9
[8] N. Wiebe، D. Braun، and S. Lloyd، Physical Review Letters 109، 050505 (2012).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.050505
[9] S. Lloyd، M. Mohseni، and P. Rebentrost، arXiv preprint arXiv: 1307.0411 (2013).
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1307.0411
أرخايف: 1307.0411
[10] ريبنتروست ، إم محسني ، وس. لويد ، رسائل المراجعة الفيزيائية 113 ، 130503 (2014).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.113.130503
[11] I. Kerenidis و A. Prakash، Physical Review A 101، 022316 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.022316
[12] هارو ، أ. هسيديم ، س. لويد ، رسائل المراجعة الفيزيائية 103 ، 150502 (2009).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.150502
[13] بينيديتي ، إي لويد ، إس ساك ، وإم فيورنتيني ، علم الكم والتكنولوجيا 4 ، 043001 (2019 أ).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab4eb5
[14] S. Sim، PD Johnson، and A. Aspuru-Guzik، Advanced Quantum Technologies 2، 1900070 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900070
[15] C. Bravo-Prieto، J. Lumbreras-Zarapico، L. Tagliacozzo، and JI Latorre، Quantum 4، 272 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-05-28-272
[16] M. Larocca، N. Ju، D. García-Martín، PJ Coles، and M. Cerezo، arXiv preprint arXiv: 2109.11676 (2021).
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2109.11676
أرخايف: 2109.11676
[17] شولد ، ر. سويكي ، وجي جي ماير ، فيزيكال ريفيو أ 103 ، 032430 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.032430
[18] T. Goto، QH Tran، and K. Nakajima، Physical Review Letters 127، 090506 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.090506
[19] A.Pérez-Salinas، D. López-Núñez، A. García-Sáez، P. Forn-Díaz، and JI Latorre، Physical Review A 104، 012405 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.012405
[20] V. Havlíček و AD Córcoles و K. Temme و AW Harrow و A. Kandala و JM Chow و JM Gambetta، Nature 567، 209 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0980-2
[21] شولد ، أ.بوشاروف ، KM Svore ، و N. Wiebe ، مراجعة فيزيائية أ 101 ، 032308 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.101.032308
[22] A.Pérez-Salinas، A. Cervera-Lierta، E.Gil-Fuster، and JI Latorre، Quantum 4، 226 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-02-06-226
[23] T. Dutta ، A. Pérez-Salinas ، JPS Cheng ، JI Latorre ، and M. Mukherjee ، Physical Review A 106 ، 012411 (2022).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.012411
[24] جيه.روميرو ، جيه بي أولسون ، وأ. أسبورو-جوزيك ، علوم وتكنولوجيا الكم 2 ، 045001 (2017).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aa8072
[25] A. Pepper، N. Tischler، and GJ Pryde، Physical Review Letters 122، 060501 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.060501
[26] برافو برييتو ، التعلم الآلي: العلم والتكنولوجيا 2 ، 035028 (2021).
https: / / doi.org / 10.1088 / 2632-2153 / ac0616
[27] Cao and X. Wang، Physical Review Applied 15، 054012 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.054012
[28] بينيديتي ، ودي جارسيا-بينتوس ، وأو.بيردومو ، وف.
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0157-8
[29] KE Hamilton و EF Dumitrescu و RC Pooser ، Physical Review A 99 ، 062323 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062323
[30] كويل ، دي ميلز ، في دانوس ، وإي كاشفي ، npj Quantum Information 6 ، 1 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00288-9
[31] P.-L. Dallaire-Demers and N. Killoran، Physical Review A 98، 012324 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012324
[32] S. Lloyd and C.Weedbrook ، رسائل المراجعة الفيزيائية 121 ، 040502 (2018).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.040502
[33] جودفيلو ، ج.بوجيت أبادي ، إم ميرزا ، ب. شو ، دي وردة فارلي ، س. أوزير ، أ.كورفيل ، وإي.بنجيو ، كوميونيكيشنز أوف إيه سي إم 63 ، 139-144 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 3422622
[34] زوفل ، أ.لوتشي ، وس. وورنر ، npj Quantum Information 5 ، 1 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0223-2
[35] J. Zeng، Y. Wu، J.-G. Liu، L. Wang، and J. Hu، Physical Review A 99، 052306 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.052306
[36] H. Situ، Z. He، Y. Wang، L. Li، and S. Zheng، Information Sciences 538، 193 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.ins.2020.05.127
[37] L. Hu، S.-H. Wu ، W. Cai ، Y. Ma ، X. Mu ، Y. Xu ، H. Wang ، Y. Song ، D.-L. دينغ ، سي. Zou ، وآخرون ، تقدم العلوم 5 ، eaav2761 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aav2761
[38] M. Benedetti، E. Grant، L. Wossnig، and S. Severini، New Journal of Physics 21، 043023 (2019c).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab14b5
[39] روميرو وأ. أسبورو-جوزيك ، تقنيات الكم المتقدمة 4 ، 2000003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000003
[40] ماي نيو ، إيه زلوكابا ، إم بروتون ، إس بويكسو ، إم محسني ، ف.سميليانسكي ، وإتش نيفين ، فيزيكال ريفيو ليترز 128 ، 220505 (2022).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220505
[41] T. Karras ، S. Laine ، and T. Aila ، IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 43 ، 4217 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / TPAMI.2020.2970919
[42] A. Pérez-Salinas، J. Cruz-Martinez، AA Alhajri، and S. Carrazza، Physical Review D 103، 034027 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.103.034027
[43] W. Guan و G. Perdue و A. Pesah و M. Schuld و K. Terashi و S. Vallecorsa و J.-R. Vlimant ، التعلم الآلي: العلوم والتكنولوجيا 2 ، 011003 (2021).
https: / / doi.org / 10.1088 / 2632-2153 / abc17d
[44] SY Chang، S. Vallecorsa، EF Combarro، and F. Carminati، arXiv preprint arXiv: 2101.11132 (2021a).
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2101.11132
أرخايف: 2101.11132
[45] سي تشانغ ، إس. هربرت ، إس. فاليكورسا ، إي أف كومبارو ، ور. دنكان ، EPJ Web of Conferences 251، 03050 (2021b).
https: / / doi.org/ 10.1051 / epjconf / 202125103050
[46] بيليس ، إس. غونزاليس كاستيلو ، سي ريسيل ، إس. فاليكورسا ، إي أف كومبارو ، جي ديسرتوري ، إف رايتر ، إي بي جي ويب أوف كونفرنسز 251 ، 03070 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1051 / epjconf / 202125103070
[47] GR Khattak، S. Vallecorsa، F. Carminati، and GM Khan، The European Physical Journal C 82، 1 (2022).
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10258-4
[48] بي بالدي ، إل بليشر ، إيه باتر ، جيه كولادو ، جيه إن هوارد ، إف كيلباخ ، تي بلين ، ج.كاسيتشكا ، ود.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2012.11944
أرخايف: 2012.11944
[49] باكس ، إيه باتر ، تي بلين ، ر. وينترهولدر ، فيزياء SciPost 10 ، 89 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.089
[50] A. Butter and T. Plehn ، في الذكاء الاصطناعي لفيزياء الطاقة العالية (العالم العلمي ، 2022) ص 191-240.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1142 / 9789811234033_0007
[51] A. Butter، S. Diefenbacher، G. Kasieczka، B. Nachman، and T. Plehn، SciPost Physics 10، 139 (2021).
الشبكي: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.6.139
[52] A. Butter، T. Plehn، and R. Winterhalder، SciPost Physics Core 3، 9 (2020).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhysCore.3.2.009
[53] بيلاجينتي ، إيه باتر ، ج. كاسيتشكا ، تي بلين ، ور. وينترهولدر ، فيزياء SciPost 8 ، 70 (2020).
الشبكي: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.8.4.070
[54] A. Butter، T. Plehn، and R. Winterhalder، SciPost Physics 7، 75 (2019).
الشبكي: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.7.6.075
[55] S. Efthymiou، S. Ramos-Calderer، C. Bravo-Prieto، A. Pérez-Salinas، D. García-Martín، A. Garcia-Saez، JI Latorre، S. Carrazza، Quantum Science and Technology 7، 015018 ( 2021 أ).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac39f5
[56] S. Efthymiou، S. Carrazza، S. Ramos، bpcarlos، AdrianPerezSalinas، D. García-Martín، Paul، J. Serrano، and atomicprinter، qiboteam / qibo: Qibo 0.1.6-rc1 (2021b).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.5088103
[57] عبادي ، أ.أغاروال ، ب.برهام ، إ.بريفدو ، زد تشين ، سي سيترو ، جي إس كورادو ، إيه ديفيز ، جيه دين ، إم ديفين ، وآخرون ، TensorFlow: التعلم الآلي على نطاق واسع على الأنظمة غير المتجانسة (2015) ، البرنامج متاح من tensorflow.org.
https: / / www.tensorflow.org/
[58] afrancis heplat، C. Bravo-Prieto، S. Carrazza، M. Cè، J. Baglio، and dm grabowska، Qti-th / style-qgan: v1.0.0 (2021).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.5567077
[59] إم دي زايلر ، arXiv preprint arXiv: 1212.5701 (2012).
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1212.5701
أرخايف: 1212.5701
[60] M. Ostaszewski، E. Grant، and M. Benedetti، Quantum 5، 391 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-01-28-391
[61] S. Kullback و RA Leibler ، حوليات الإحصاء الرياضي 22 ، 79 (1951).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1214 / aoms / 1177729694
[62] فريد-أدار ، إي.كلانج ، إم أميتاي ، ج.
https: / / doi.org/ 10.1109 / ISBI.2018.8363576
[63] FHK dos Santos Tanaka and C. Aranha، arXiv preprint arXiv: 1904.09135 (2019).
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1904.09135
أرخايف: 1904.09135
[64] J. Alwall، R. Frederix، S. Frixione، V. Hirschi، F. Maltoni، O. Mattelaer، HS Shao، T. Stelzer، P. Torrielli، and M. Zaro، Journal of High Energy Physics 07، 079 (2014 ).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP07 (2014) 079
[65] R. Frederix ، S. Frixione ، V. Hirschi ، D. Pagani ، HS Shao ، and M. Zaro ، Journal of High Energy Physics 07، 185 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP07 (2018) 185
[66] I.-K. Yeo and RA Johnson، Biometrika 87، 954 (2000).
الشبكي: / / doi.org/ 10.1093 / BIOMET / 87.4.954
[67] F. Pedregosa، G. Varoquaux، A. Gramfort، V. Michel، B. Thirion، O. Grisel، M. Blondel، P. Prettenhofer، R. Weiss، V. Dubourg، J. Vanderplas، A. Passos، D. Cournapeau ، M. Brucher ، M.Perrot ، and E.Duchesnay ، Journal of Machine Learning Research 12 ، 2825-2830 (2011).
https: / / dl.acm.org/ doi / 10.5555 / 1953048.2078195
[68] ألكساندرويتش ، تي ألكساندر ، بي باركوتسوس ، إل بيلو ، واي بن هايم ، دي بوشر ، إف جي كابريرا هيرنانديز ، ج. Chen، et al.، Qiskit: إطار مفتوح المصدر للحوسبة الكمية (2019).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.2562111
دليلنا يستخدم من قبل
[1] ترافيس إس همبل ، أندريا ديلجادو ، رافائيل بوزر ، كريستوفر سيك ، رايان بينينك ، فيسينتي ليتون أورتيجا ، سي-سي. جوزيف وانج ، يوجين دوميتريسكو ، تيتوس موريس ، كاثلين هاميلتون ، ديمتري لاياخ ، براسانا ديت ، يان وانج ، نيكولاس أ.بيترز ، كاثرين ج.إيفانز ، مارسيل ديمارتو ، أليكس مكاسكي ، ثين نجوين ، سوزان كلارك ، ميليسا ريفيل ، ألبيرتو دي ميغليو ، ميشيل غروسي ، صوفيا فاليكورسا ، كيرستين بوراس ، كارل يانسن ، وديرك كروكر ، "ورقة بيضاء Snowmass: أنظمة وبرامج الحوسبة الكمومية لأبحاث فيزياء الطاقة العالية" ، أرخايف: 2203.07091.
[2] أندرياس أدلمان ، وولتر هوبكنز ، وإيفانجيلوس كورليتيس ، ومايكل كاجان ، وجريجور كاسيتشكا ، وكلوديوس كراوس ، وديفيد شيه ، وفينيسيوس ميكوني ، وبنيامين ناخمان ، وكيفين بيدرو ، ودانييل وينكلنر ، "اتجاهات جديدة لنماذج بديلة وبرمجة قابلة للتفاضل لفيزياء الطاقة العالية محاكاة الكاشف "، أرخايف: 2203.08806.
[3] أندريا ديلجادو ، كاثلين إي هاميلتون ، براسانا ديت ، جان روش فيليمانت ، دوارتي ماجانو ، ياسر عمر ، بيدرام بارجاسا ، أنتوني فرانسيس ، أليسيو جيانيل ، لورينزو سيستيني ، دوناتيلا لوتشيزي ، دافيد زولياني ، دافيد نيكوترا ، جاكو دي فريس ، دومينيكا ديبنديتو ، وميريام لوسيو مارتينيز ، وإدواردو رودريغيز ، وكارلوس فاسكويز سييرا ، وصوفيا فاليكورسا ، وجيسي ثالر ، وكارلوس برافو-برييتو ، وسو يون تشانغ ، وجيفري لازار ، وكارلوس أ.ارجويلس ، "الحوسبة الكمية لتحليل البيانات في فيزياء الطاقة العالية" و أرخايف: 2203.08805.
[4] يوكوان دو ، وجوزهو تو ، وبوجياو وو ، وشياو يوان ، وداتشنغ تاو ، "قوة التعلم التوليدي الكمي" ، أرخايف: 2205.04730.
[5] Stefano Carrazza و Stavros Efthymiou و Marco Lazzarin و Andrea Pasquale ، "إطار معياري مفتوح المصدر للحوسبة الكمومية" ، أرخايف: 2202.07017.
[6] ساندرا نغيمتو وفيسينتي ليتون أورتيجا ، "Re-QGAN: إطار عمل تعليمي لدائرة كمومية محسنة" ، أرخايف: 2208.02165.
[7] غابرييل أجلياردي ، وميشيل غروسي ، وماثيو بيلين ، وإنريكو براتي ، "التكامل الكمي لعمليات الجسيمات الأولية" ، رسائل الفيزياء ب 832 ، 137228 (2022).
[8] جاك أراز ومايكل سبانوفسكي ، "الكلاسيكية مقابل الكم: مقارنة الدوائر الكمية القائمة على شبكة Tensor على بيانات LHC" ، أرخايف: 2202.10471.
[9] أندريا ديلجادو وكاثلين إي هاميلتون ، "التعلم غير الخاضع للإشراف لدائرة الكم في فيزياء الطاقة العالية" ، أرخايف: 2203.03578.
[10] سليمان علوي وكريستيان باور وبنيامين ناخمان ، "كشف الشذوذ الكمومي لفيزياء المصادم" ، أرخايف: 2206.08391.
[11] أوريل كيس ، وميشيل غروسي ، وإنريكي كاجوموفيتز ، وصوفيا فاليكورسا ، "آلة الولادة المشروطة لتوليد أحداث مونت كارلو" ، أرخايف: 2205.07674.
الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2022-08-18 08:19:35). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.
On خدمة Crossref's cited-by service لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2022-08-18 08:19:33).
نشرت هذه الورقة في الكم تحت نسبة المشاع الإبداعي 4.0 الدولية (CC BY 4.0) رخصة. يظل حقوق الطبع والنشر مع مالكي حقوق الطبع والنشر الأصليين مثل المؤلفين أو مؤسساتهم.
