1Pusat Penelitian Quantum, Institut Inovasi Teknologi, Abu Dhabi, UEA
2Departament de Física Quàntica i Astrofísica dan Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona, Barcelona, Spanyol.
3Departemen Fisika Teoritis, CERN, CH-1211 Jenewa 23, Swiss.
4Institut Fisika, Universitas Nasional Yang Ming Chiao Tung, Hsinchu 30010, Taiwan.
5TIF Lab, Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano dan INFN Sezione di Milano, Milan, Italia.
Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.
Abstrak
Kami mengusulkan dan menilai arsitektur generator kuantum alternatif dalam konteks pembelajaran permusuhan generatif untuk pembuatan peristiwa Monte Carlo, yang digunakan untuk mensimulasikan proses fisika partikel di Large Hadron Collider (LHC). Kami memvalidasi metodologi ini dengan mengimplementasikan jaringan kuantum pada data buatan yang dihasilkan dari distribusi dasar yang diketahui. Jaringan tersebut kemudian diterapkan pada set data yang dihasilkan Monte Carlo dari proses hamburan LHC spesifik. Arsitektur generator kuantum baru mengarah pada generalisasi implementasi canggih, mencapai divergensi Kullback-Leibler yang lebih kecil bahkan dengan jaringan dengan kedalaman dangkal. Selain itu, generator kuantum berhasil mempelajari fungsi distribusi yang mendasarinya bahkan jika dilatih dengan kumpulan sampel pelatihan kecil; ini sangat menarik untuk aplikasi augmentasi data. Kami menerapkan metodologi baru ini pada dua arsitektur perangkat keras kuantum yang berbeda, teknologi trap-ion dan superkonduktor, untuk menguji kelayakannya yang tidak bergantung pada perangkat keras.
Gambar unggulan: Di sebelah kiri, langkah-langkah skematik yang terlibat dalam pelatihan gaya-qGAN. Di sebelah kanan, distribusi sampel marjinal untuk pengamatan fisik, s, t, y dalam pp -> produksi ttbar di LHC untuk model gaya-qGAN.
► data BibTeX
► Referensi
[1] J.Preskill, Quantum 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. Deng, M.-C. Chen, L.-C. Peng, Y.H. Luo, J. Qin, D. Wu, X. Ding, Y. Hu, dkk., Sains 370, 1460 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abe8770
[4] M. Cerezo, A. Arrasmith, R. Babbush, SC Benjamin, S. Endo, K. Fujii, JR McClean, K. Mitarai, X. Yuan, L. Cincio, dkk., Ulasan Alam Fisika 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. Mok, S. Sim, L.-C. Kwek, dan A. Aspuru-Guzik, Review Fisika Modern 94, 015004 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.015004
[6] J. Biamonte, P. Wittek, N. Pancotti, P. Rebentrost, N. Wiebe, dan S. Lloyd, Nature 549, 195 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23474
[7] M. Schuld dan F. Petruccione, Pembelajaran terawasi dengan komputer kuantum, Vol. 17 (Musim Semi, 2018).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-96424-9
[8] N. Wiebe, D. Braun, dan S. Lloyd, Physical Review Letters 109, 050505 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.050505
[9] S. Lloyd, M. Mohseni, dan P. Rebentrost, pracetak arXiv arXiv:1307.0411 (2013).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1307.0411
arXiv: 1307.0411
[10] P. Rebentrost, M. Mohseni, dan S. Lloyd, Physical Review Letters 113, 130503 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.113.130503
[11] I. Kerenidis dan A. Prakash, Tinjauan Fisik A 101, 022316 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.022316
[12] AW Harrow, A. Hassidim, dan S. Lloyd, Physical Review Letters 103, 150502 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.150502
[13] M. Benedetti, E. Lloyd, S. Sack, dan M. Fiorentini, Sains dan Teknologi Quantum 4, 043001 (2019a).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab4eb5
[14] S. Sim, PD Johnson, dan 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, dan 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, pracetak arXiv arXiv:2109.11676 (2021).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2109.11676
arXiv: 2109.11676
[17] M. Schuld, R. Sweke, dan JJ Meyer, Tinjauan Fisik A 103, 032430 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.032430
[18] T. Goto, QH Tran, dan K. Nakajima, Physical Review Letters 127, 090506 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.090506
[19] A. Pérez-Salinas, D. López-Núñez, A. García-Sáez, P. Forn-Díaz, dan JI Latorre, Tinjauan Fisik A 104, 012405 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.012405
[20] V. Havlíček, AD Corcoles, K. Temme, AW Harrow, A. Kandala, JM Chow, dan JM Gambetta, Nature 567, 209 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0980-2
[21] M. Schuld, A. Bocharov, KM Svore, dan N. Wiebe, Tinjauan Fisik A 101, 032308 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.101.032308
[22] A. Pérez-Salinas, A. Cervera-Lierta, E. Gil-Fuster, dan 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, dan M. Mukherjee, Tinjauan Fisik A 106, 012411 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.012411
[24] J. Romero, JP Olson, dan A. Aspuru-Guzik, Quantum Science and Technology 2, 045001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aa8072
[25] A. Pepper, N. Tischler, dan GJ Pryde, Physical Review Letters 122, 060501 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.060501
[26] C. Bravo-Prieto, Pembelajaran Mesin: Sains dan Teknologi 2, 035028 (2021).
https:///doi.org/10.1088/2632-2153/ac0616
[27] C. Cao dan X. Wang, Tinjauan Fisik Terapan 15, 054012 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.054012
[28] M. Benedetti, D. Garcia-Pintos, O. Perdomo, V. Leyton-Ortega, Y. Nam, dan A. Perdomo-Ortiz, npj Quantum Information 5, 1 (2019b).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0157-8
[29] KE Hamilton, EF Dumitrescu, dan RC Pooser, Tinjauan Fisik A 99, 062323 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062323
[30] B. Coyle, D. Mills, V. Danos, dan E. Kashefi, npj Quantum Information 6, 1 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00288-9
[31] P.-L. Dallaire-Demers dan N. Killoran, Tinjauan Fisik A 98, 012324 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012324
[32] S. Lloyd dan C. Weedbrook, Physical Review Letters 121, 040502 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.040502
[33] I. Goodfellow, J. Pouget-Abadie, M. Mirza, B. Xu, D. Warde-Farley, S. Ozair, A. Courville, dan Y. Bengio, Komunikasi ACM 63, 139–144 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3422622
[34] C. Zoufal, A. Lucchi, dan S. Woerner, 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, dan J. Hu, Tinjauan Fisik A 99, 052306 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.052306
[36] H. Situ, Z. He, Y. Wang, L. Li, dan S. Zheng, Ilmu Informasi 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. Deng, C.-L. Zou, et al., Sains maju 5, eaav2761 (2019).
https:///doi.org/10.1126/sciadv.aav2761
[38] M. Benedetti, E. Grant, L. Wossnig, dan S. Severini, Jurnal Fisika Baru 21, 043023 (2019c).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab14b5
[39] J. Romero dan A. Aspuru-Guzik, Advanced Quantum Technologies 4, 2000003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000003
[40] MY Niu, A. Zlokapa, M. Broughton, S. Boixo, M. Mohseni, V. Smelyanskyi, dan H. Neven, Physical Review Letters 128, 220505 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220505
[41] T. Karras, S. Laine, dan T. Aila, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 43, 4217 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TPAMI.2020.2970919
[42] A. Pérez-Salinas, J. Cruz-Martinez, AA Alhajri, dan S. Carrazza, Tinjauan Fisik D 103, 034027 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.103.034027
[43] W. Guan, G. Perdue, A. Pesah, M. Schuld, K. Terashi, S. Vallecorsa, and J.-R. Vlimant, Pembelajaran Mesin: Sains dan Teknologi 2, 011003 (2021).
https:///doi.org/10.1088/2632-2153/abc17d
[44] SY Chang, S. Vallecorsa, EF Combarro, dan F. Carminati, pracetak arXiv arXiv:2101.11132 (2021a).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2101.11132
arXiv: 2101.11132
[45] SY Chang, S. Herbert, S. Vallecorsa, EF Combarro, dan R. Duncan, Web Konferensi EPJ 251, 03050 (2021b).
https:///doi.org/10.1051/epjconf/202125103050
[46] V. Belis, S. González-Castillo, C. Reissel, S. Vallecorsa, EF Combarro, G. Dissertori, dan F. Reiter, EPJ Web of Conferences 251, 03070 (2021).
https:///doi.org/10.1051/epjconf/202125103070
[47] GR Khattak, S. Vallecorsa, F. Carminati, dan GM Khan, Jurnal Fisik Eropa C 82, 1 (2022).
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10258-4
[48] P. Baldi, L. Blecher, A. Butter, J. Collado, JN Howard, F. Keilbach, T. Plehn, G. Kasieczka, and D. Whiteson, arXiv pracetak arXiv:2012.11944 (2021).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2012.11944
arXiv: 2012.11944
[49] M. Backes, A. Butter, T. Plehn, dan R. Winterhalder, SciPost Physics 10, 89 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.089
[50] A. Butter dan T. Plehn, dalam Artificial Intelligence For High Energy Physics (World Scientific, 2022) hlm. 191–240.
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789811234033_0007
[51] A. Butter, S. Diefenbacher, G. Kasieczka, B. Nachman, dan T. Plehn, SciPost Physics 10, 139 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.6.139
[52] A. Butter, T. Plehn, dan R. Winterhalder, SciPost Physics Core 3, 9 (2020).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhysCore.3.2.009
[53] M. Bellagente, A. Butter, G. Kasieczka, T. Plehn, dan R. Winterhalder, SciPost Physics 8, 70 (2020).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.8.4.070
[54] A. Butter, T. Plehn, dan R. Winterhalder, SciPost Physics 7, 75 (2019).
https: / / 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, dan S. Carrazza, Sains dan Teknologi Kuantum 7, 015018 ( 2021a).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac39f5
[56] S. Efthymiou, S. Carrazza, S. Ramos, bpcarlos, AdrianPerezSalinas, D. García-Martín, Paul, J. Serrano, dan atomikprinter, qiboteam/qibo: Qibo 0.1.6-rc1 (2021b).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.5088103
[57] M. Abadi, A. Agarwal, P. Barham, E. Brevdo, Z. Chen, C. Citro, GS Corrado, A. Davis, J. Dean, M. Devin, dkk., TensorFlow: Pembelajaran mesin berskala besar pada sistem heterogen (2015), perangkat lunak tersedia dari 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] MD Zeiler, pracetak arXiv arXiv:1212.5701 (2012).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1212.5701
arXiv: 1212.5701
[60] M. Ostaszewski, E. Grant, dan M. Benedetti, Quantum 5, 391 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-01-28-391
[61] S. Kullback dan RA Leibler, The Annals of Mathematical Statistics 22, 79 (1951).
https: / / doi.org/ 10.1214 / aoms / 1177729694
[62] M. Frid-Adar, E. Klang, M. Amitai, J. Goldberger, and H. Greenspan, in 2018 IEEE 15th International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI 2018) (2018) hlm. 289–293.
https:///doi.org/10.1109/ISBI.2018.8363576
[63] FHK dos Santos Tanaka dan C. Aranha, pracetak arXiv arXiv:1904.09135 (2019).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1904.09135
arXiv: 1904.09135
[64] J. Alwall, R. Frederix, S. Frixione, V. Hirschi, F. Maltoni, O. Mattelaer, HS Shao, T. Stelzer, P. Torrielli, dan M. Zaro, Jurnal Fisika Energi Tinggi 07, 079 (2014 ).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP07 (2014) 079
[65] R. Frederix, S. Frixione, V. Hirschi, D. Pagani, HS Shao, dan M. Zaro, Jurnal Fisika Energi Tinggi 07, 185 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP07 (2018) 185
[66] I.-K. Yeo dan RA Johnson, Biometrika 87, 954 (2000).
https: / / 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, dan E. Duchesnay, Jurnal Penelitian Pembelajaran Mesin 12, 2825–2830 (2011).
https: / / dl.acm.org/ doi / 10.5555 / 1953048.2078195
[68] G. Aleksandrowicz, T. Alexander, P. Barkoutsos, L. Bello, Y. Ben-Haim, D. Bucher, FJ Cabrera-Hernández, J. Carballo-Franquis, A. Chen, C.-F. Chen, dkk., Qiskit: Kerangka Sumber Terbuka untuk Komputasi Kuantum (2019).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.2562111
Dikutip oleh
[1] Travis S. Humble, Andrea Delgado, Raphael Pooser, Christopher Seck, Ryan Bennink, Vicente Leyton-Ortega, C. -C. Joseph Wang, Eugene Dumitrescu, Titus Morris, Kathleen Hamilton, Dmitry Lyakh, Prasanna Date, Yan Wang, Nicholas A. Peters, Katherine J. Evans, Marcel Demarteau, Alex McCaskey, Thien Nguyen, Susan Clark, Melissa Reville, Alberto Di Meglio, Michele Grossi, Sofia Vallecorsa, Kerstin Borras, Karl Jansen, dan Dirk Krücker, “Snowmass White Paper: Sistem Komputasi Kuantum dan Perangkat Lunak untuk Penelitian Fisika Energi Tinggi”, arXiv: 2203.07091.
[2] Andreas Adelmann, Walter Hopkins, Evangelos Kourlitis, Michael Kagan, Gregor Kasieczka, Claudius Krause, David Shih, Vinicius Mikuni, Benjamin Nachman, Kevin Pedro, dan Daniel Winklehner, “Arah baru untuk model pengganti dan pemrograman yang dapat dibedakan untuk Fisika Energi Tinggi simulasi detektor”, arXiv: 2203.08806.
[3] Andrea Delgado, Kathleen E. Hamilton, Prasanna Date, Jean-Roch Vlimant, Duarte Magano, Yasser Omar, Pedrame Bargassa, Anthony Francis, Alessio Gianelle, Lorenzo Sestini, Donatella Lucchesi, Davide Zuliani, Davide Nicotra, Jacco de Vries, Dominica Dibenedetto, Miriam Lucio Martinez, Eduardo Rodrigues, Carlos Vazquez Sierra, Sofia Vallecorsa, Jesse Thaler, Carlos Bravo-Prieto, su Yeon Chang, Jeffrey Lazar, dan Carlos A. Argüelles, “Komputasi Kuantum untuk Analisis Data dalam Fisika Energi Tinggi” , arXiv: 2203.08805.
[4] Yuxuan Du, Zhuozhuo Tu, Bujiao Wu, Xiao Yuan, dan Dacheng Tao, “Kekuatan Pembelajaran Generatif Kuantum”, arXiv: 2205.04730.
[5] Stefano Carrazza, Stavros Efthymiou, Marco Lazzarin, dan Andrea Pasquale, “Sebuah kerangka kerja modular open-source untuk komputasi kuantum”, arXiv: 2202.07017.
[6] Sandra Nguemto dan Vicente Leyton-Ortega, "Re-QGAN: kerangka kerja pembelajaran sirkuit kuantum adversarial yang dioptimalkan", arXiv: 2208.02165.
[7] Gabriele Agliardi, Michele Grossi, Mathieu Pellen, dan Enrico Prati, "Integrasi kuantum dari proses partikel elementer", Fisika Surat B 832, 137228 (2022).
[8] Jack Y. Araz dan Michael Spannowsky, "Klasik versus Kuantum: membandingkan Sirkuit Kuantum Berbasis Jaringan Tensor pada data LHC", arXiv: 2202.10471.
[9] Andrea Delgado dan Kathleen E. Hamilton, “Pembelajaran Sirkuit Kuantum Tanpa Pengawasan dalam Fisika Energi Tinggi”, arXiv: 2203.03578.
[10] Sulaiman Alvi, Christian Bauer, dan Benjamin Nachman, “Deteksi Anomali Kuantum untuk Fisika Collider”, arXiv: 2206.08391.
[11] Oriel Kiss, Michele Grossi, Enrique Kajomovitz, dan Sofia Vallecorsa, “Mesin Lahir Bersyarat untuk generasi peristiwa Monte Carlo”, arXiv: 2205.07674.
Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2022-08-18 08:19:35). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.
On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2022-08-18 08:19:33).
Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.
