Monte Carlo 이벤트 PlatoBlockchain 데이터 인텔리전스를 위한 스타일 기반 양자 생성 적대적 네트워크. 수직 검색. 일체 포함.

Monte Carlo 이벤트에 대한 스타일 기반 양자 생성 적대 네트워크

카를로스 브라보 프리 토1,2, 줄리앙 발리오3, 마르코 세3, 앤서니 프랜시스3,4, 도로타 M. 그라보브스카3, 스테파노 카라자1,3,5

1양자 연구 센터, 기술 혁신 연구소, UAE 아부다비
2Departament de Física Quàntica i Astrofísica 및 Institut de Ciències del Cosmos(ICCUB), Universitat de Barcelona, ​​Barcelona, ​​Spain.
3이론 물리학과, CERN, CH-1211 Geneva 23, Switzerland.
4National Yang Ming Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan 물리학 연구소.
5TIF Lab, Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano 및 INFN Sezione di Milano, 밀라노, 이탈리아.

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추상

우리는 LHC(Large Hadron Collider)에서 입자 물리학 프로세스를 시뮬레이션하는 데 사용되는 Monte Carlo 이벤트 생성을 위한 생성적 적대적 학습의 맥락에서 대안적인 양자 생성기 아키텍처를 제안하고 평가합니다. 우리는 알려진 기본 분포에서 생성된 인공 데이터에 양자 네트워크를 구현하여 이 방법론을 검증합니다. 그런 다음 네트워크는 특정 LHC 산란 프로세스의 Monte Carlo 생성 데이터 세트에 적용됩니다. 새로운 양자 생성기 아키텍처는 최신 구현의 일반화로 이어져 얕은 깊이 네트워크에서도 더 작은 Kullback-Leibler 분기를 달성합니다. 또한 양자 생성기는 작은 훈련 샘플 세트로 훈련된 경우에도 기본 분포 함수를 성공적으로 학습합니다. 이는 특히 데이터 증대 응용 분야에서 흥미롭습니다. 우리는 이 새로운 방법론을 두 가지 다른 양자 하드웨어 아키텍처인 포획 이온 및 초전도 기술에 배포하여 하드웨어 독립적인 실행 가능성을 테스트합니다.

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► 참고 문헌

[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 등, Nature 574, 505 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1666-5

[3] H.-S. Zhong, H. Wang, Y.-H. Deng, M.-C. 첸, L.-C. Peng, 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] M. Cerezo, A. Arrasmith, R. Babbush, SC Benjamin, S. Endo, K. Fujii, JR McClean, K. Mitarai, X. Yuan, L. Cincio 등, Nature Reviews Physics 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, A. Aspuru-Guzik, 현대 물리학 리뷰 94, 015004(2022).
https : / /doi.org/10.1103/ RevModPhys.94.015004

[6] J. Biamonte, P. Wittek, N. Pancotti, P. Rebentrost, N. Wiebe 및 S. Lloyd, Nature 549, 195(2017).
https : / /doi.org/ 10.1038 / nature23474

[7] M. Schuld 및 F. Petruccione, 양자 컴퓨터를 사용한 지도 학습, Vol. 17 (스프링거, 2018).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-96424-9

[8] N. Wiebe, D. Braun 및 S. Lloyd, Physical Review Letters 109, 050505(2012).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.109.050505

[9] S. Lloyd, M. Mohseni 및 P. Rebentrost, arXiv 사전 인쇄 arXiv:1307.0411 (2013).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1307.0411
arXiv : 1307.0411

[10] P. Rebentrost, M. Mohseni 및 S. Lloyd, Physical Review Letters 113, 130503(2014).
https : / //doi.org/10.1103/ physrevlett.113.130503

[11] I. Kerenidis 및 A. Prakash, 물리적 검토 A 101, 022316(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.101.022316

[12] AW Harrow, A. Hassidim 및 S. Lloyd, Physical Review Letters 103, 150502(2009).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.103.150502

[13] M. Benedetti, E. Lloyd, S. Sack 및 M. Fiorentini, Quantum Science and Technology 4, 043001(2019a).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​2058-9565/​ab4eb5

[14] S. Sim, PD Johnson 및 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 및 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 및 M. Cerezo, arXiv 사전 인쇄 arXiv:2109.11676 (2021).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2109.11676
arXiv : 2109.11676

[17] M. Schuld, R. Sweke 및 JJ Meyer, Physical Review A 103, 032430(2021).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.103.032430

[18] T. Goto, QH Tran 및 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 및 JI Latorre, Physical Review A 104, 012405(2021).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.104.012405

[20] V. Havlíček, AD Córcoles, K. Temme, AW Harrow, A. Kandala, JM Chow 및 JM Gambetta, Nature 567, 209 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-0980-2

[21] M. Schuld, A. Bocharov, KM Svore 및 N. Wiebe, 물리적 검토 A 101, 032308(2020).
https : / /doi.org/10.1103/ physreva.101.032308

[22] A. Pérez-Salinas, A. Cervera-Lierta, E. Gil-Fuster 및 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 및 M. Mukherjee, Physical Review A 106, 012411(2022).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.106.012411

[24] J. Romero, JP Olson 및 A. Aspuru-Guzik, Quantum Science and Technology 2, 045001 (2017).
https : / /doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aa8072

[25] A. Pepper, N. Tischler 및 GJ Pryde, Physical Review Letters 122, 060501(2019).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.122.060501

[26] C. Bravo-Prieto, 기계 학습: 과학 및 기술 2, 035028(2021).
https : / / doi.org/ 10.1088 / 2632-2153 / ac0616

[27] C. Cao 및 X. Wang, Physical Review Applied 15, 054012(2021).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevApplied.15.054012

[28] M. Benedetti, D. Garcia-Pintos, O. Perdomo, V. Leyton-Ortega, Y. Nam 및 A. Perdomo-Ortiz, npj 양자 정보 5, 1(2019b).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-019-0157-8

[29] KE Hamilton, EF Dumitrescu 및 RC Pooser, 물리적 검토 A 99, 062323(2019).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.99.062323

[30] B. Coyle, D. Mills, V. Danos 및 E. Kashefi, npj 양자 정보 6, 1(2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-020-00288-9

[31] P.-L. Dallaire-Demers 및 N. Killoran, Physical Review A 98, 012324(2018).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.98.012324

[32] S. Lloyd 및 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 및 Y. Bengio, Communications of the ACM 63, 139–144 (2020).
https : / /doi.org/ 10.1145 / 3422622

[34] C. Zoufal, A. Lucchi 및 S. Woerner, npj 양자 정보 5, 1(2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-019-0223-2

[35] J. Zeng, Y. Wu, J.-G. Liu, L. Wang 및 J. Hu, Physical Review A 99, 052306(2019).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevA.99.052306

[36] H. Situ, Z. He, Y. Wang, L. Li, S. Zheng, 정보 과학 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., Science Advances 5, eaav2761(2019).
https : / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aav2761

[38] M. Benedetti, E. Grant, L. Wossnig 및 S. Severini, New Journal of Physics 21, 043023 (2019c).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab14b5

[39] J. Romero 및 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 및 H. Neven, Physical Review Letters 128, 220505(2022).
https : / /doi.org/10.1103/ PhysRevLett.128.220505

[41] T. Karras, S. Laine 및 T. Aila, 패턴 분석 및 머신 인텔리전스에 관한 IEEE 트랜잭션 43, 4217(2021).
https : / /doi.org/10.1109/ TPAMI.2020.2970919

[42] A. Pérez-Salinas, J. Cruz-Martinez, AA Alhajri 및 S. Carrazza, Physical Review 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 및 J.-R. Vlimant, 기계 학습: 과학 및 기술 2, 011003(2021).
https://​/​doi.org/​10.1088/​2632-2153/​abc17d

[44] SY Chang, S. Vallecorsa, EF Combarro 및 F. Carminati, arXiv 사전 인쇄 arXiv:2101.11132(2021a).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2101.11132
arXiv : 2101.11132

[45] SY Chang, S. Herbert, S. Vallecorsa, EF Combarro 및 R. Duncan, EPJ Web of Conferences 251, 03050(2021b).
https:// / doi.org/ 10.1051/ epjconf/ 202125103050

[46] V. Belis, S. González-Castillo, C. Reissel, S. Vallecorsa, EF Combarro, G. Dissertori 및 F. Reiter, EPJ Web of Conferences 251, 03070(2021).
https:// / doi.org/ 10.1051/ epjconf/ 202125103070

[47] GR Khattak, S. Vallecorsa, F. Carminati 및 GM Khan, The European Physical Journal 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 및 D. Whiteson, arXiv preprint arXiv:2012.11944 (2021).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.2012.11944
arXiv : 2012.11944

[49] M. Backes, A. Butter, T. Plehn 및 R. Winterhalder, SciPost Physics 10, 89(2021).
https : / /doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.089

[50] A. Butter 및 T. Plehn, 고에너지 물리학을 위한 인공 지능(World Scientific, 2022) pp. 191–240.
https : / /dodo.org/ 10.1142 / 9789811234033_0007

[51] A. Butter, S. Diefenbacher, G. Kasieczka, B. Nachman 및 T. Plehn, SciPost Physics 10, 139(2021).
https : / /doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.6.139

[52] A. Butter, T. Plehn 및 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 및 R. Winterhalder, SciPost Physics 8, 70(2020).
https : / /doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.8.4.070

[54] A. Butter, T. Plehn 및 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 및 S. Carrazza, Quantum Science and Technology 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 및 atomicprinter, 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, 외, TensorFlow: 대규모 기계 학습 이기종 시스템에서(2015), tensorflow.org에서 사용 가능한 소프트웨어.
https : / / www.tensorflow.org/

[58] afrancis heplat, C. Bravo-Prieto, S. Carrazza, M. Cè, J. Baglio 및 dm grabowska, Qti-th/style-qgan: v1.0.0 (2021).
https : / /doi.org/ 10.5281 / zenodo.5567077

[59] MD Zeiler, arXiv 사전 인쇄 arXiv:1212.5701 (2012).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1212.5701
arXiv : 1212.5701

[60] M. Ostaszewski, E. Grant 및 M. Benedetti, Quantum 5, 391(2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-01-28-391

[61] S. Kullback 및 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 및 H. Greenspan, 2018 IEEE 15th International Symposium on Biomedical Imaging(ISBI 2018) (2018) pp. 289–293.
https:/ / doi.org/ 10.1109/ ISBI.2018.8363576

[63] FHK dos Santos Tanaka 및 C. Aranha, arXiv 사전 인쇄 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 및 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 및 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).
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 및 E. Duchesnay, Journal of Machine Learning Research 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 외, Qiskit: 양자 컴퓨팅을 위한 오픈 소스 프레임워크(2019).
https : / /doi.org/ 10.5281 / zenodo.2562111

인용

[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 및 Dirk Krücker, "스노우매스 백서: 고에너지 물리학 연구를 위한 양자 컴퓨팅 시스템 및 소프트웨어", arXiv : 2203.07091.

[2] Andreas Adelmann, Walter Hopkins, Evangelos Kourlitis, Michael Kagan, Gregor Kasieczka, Claudius Krause, David Shih, Vinicius Mikuni, Benjamin Nachman, Kevin Pedro 및 Daniel Winklehner, "고에너지 물리학을 위한 대리 모델 및 미분 프로그래밍의 새로운 방향 검출기 시뮬레이션”, 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, 장수연, Jeffrey Lazar, Carlos A. Argüelles, "고에너지 물리학에서 데이터 분석을 위한 양자 컴퓨팅" , arXiv : 2203.08805.

[4] Yuxuan Du, Zhuozhuo Tu, Bujiao Wu, Xiao Yuan 및 Dacheng Tao, "양자 생성 학습의 힘", arXiv : 2205.04730.

[5] Stefano Carrazza, Stavros Efthymiou, Marco Lazzarin 및 Andrea Pasquale, "양자 컴퓨팅을 위한 오픈 소스 모듈식 프레임워크", arXiv : 2202.07017.

[6] Sandra Nguemto 및 Vicente Leyton-Ortega, "Re-QGAN: 최적화된 적대적 양자 회로 학습 프레임워크", arXiv : 2208.02165.

[7] Gabriele Agliardi, Michele Grossi, Mathieu Pellen 및 Enrico Prati, "소립자 프로세스의 양자 통합", 물리학 편지 B 832, 137228 (2022).

[8] Jack Y. Araz 및 Michael Spannowsky, "클래식 대 양자: LHC 데이터에서 Tensor 네트워크 기반 양자 회로 비교", arXiv : 2202.10471.

[9] Andrea Delgado 및 Kathleen E. Hamilton, "고에너지 물리학에서 감독되지 않은 양자 회로 학습", arXiv : 2203.03578.

[10] Sulaiman Alvi, Christian Bauer, Benjamin Nachman, "가속기 물리학을 위한 양자 이상 탐지", arXiv : 2206.08391.

[11] Oriel Kiss, Michele Grossi, Enrique Kajomovitz 및 Sofia Vallecorsa, "몬테카를로 이벤트 생성을 위한 조건부 태어난 기계", arXiv : 2205.07674.

위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2022-08-18 08:19:35). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

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