1ศูนย์วิจัยควอนตัม สถาบันนวัตกรรมเทคโนโลยี อาบูดาบี สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์
2Departament de Física Quàntica i Astrofísica และ Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
3ภาควิชาฟิสิกส์ทฤษฎี เซิร์น CH-1211 เจนีวา 23 สวิตเซอร์แลนด์
4สถาบันฟิสิกส์ National Yang Ming Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan
5TIF Lab, Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano และ INFN Sezione di Milano มิลาน ประเทศอิตาลี
พบบทความนี้ที่น่าสนใจหรือต้องการหารือ? Scite หรือแสดงความคิดเห็นใน SciRate.
นามธรรม
เราเสนอและประเมินสถาปัตยกรรมเครื่องกำเนิดควอนตัมทางเลือกในบริบทของการเรียนรู้เชิงปฏิปักษ์เชิงกำเนิดสำหรับการสร้างเหตุการณ์มอนติคาร์โล ซึ่งใช้ในการจำลองกระบวนการทางฟิสิกส์ของอนุภาคที่ Large Hadron Collider (LHC) เราตรวจสอบความถูกต้องของวิธีการนี้โดยการใช้เครือข่ายควอนตัมบนข้อมูลเทียมที่สร้างขึ้นจากการแจกแจงพื้นฐานที่รู้จัก จากนั้นเครือข่ายจะถูกนำไปใช้กับชุดข้อมูลที่สร้างขึ้นโดยมอนติคาร์โลของกระบวนการกระจาย LHC ที่เฉพาะเจาะจง สถาปัตยกรรมเครื่องกำเนิดควอนตัมใหม่นำไปสู่การปรับใช้ที่ล้ำสมัย ทำให้ได้ความแตกต่างของ Kullback-Leibler ที่เล็กลงแม้กับเครือข่ายที่มีความลึกตื้น นอกจากนี้ เครื่องกำเนิดควอนตัมยังเรียนรู้ฟังก์ชันการกระจายพื้นฐานได้สำเร็จ แม้ว่าจะได้รับการฝึกอบรมด้วยชุดตัวอย่างการฝึกอบรมขนาดเล็กก็ตาม สิ่งนี้น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันเสริมข้อมูล เราปรับใช้ระเบียบวิธีใหม่นี้บนสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ควอนตัมสองแบบที่แตกต่างกัน เทคโนโลยีแทร็บไอออนและตัวนำยิ่งยวด เพื่อทดสอบความมีชีวิตที่ไม่ขึ้นกับฮาร์ดแวร์
ภาพเด่น: ทางด้านซ้าย แผนผังขั้นตอนที่เกี่ยวข้องในการฝึก style-qGAN ทางด้านขวา การแจกแจงตัวอย่างส่วนเพิ่มสำหรับสิ่งสังเกตทางกายภาพ s, t, y ในการผลิต pp -> ttbar ที่ LHC สำหรับโมเดล style-qGAN
► ข้อมูล BibTeX
► ข้อมูลอ้างอิง
[1] เจ. เพรสคิล, ควอนตัม 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] ฮ.-ส. Zhong, H. Wang, Y.-H. เติ้ง, M.-C. เฉิน, แอล.-ซี. เป็ง, วาย.-เอช. 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 และคณะ ฟิสิกส์รีวิวธรรมชาติ 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. ม็อก, ส.ซิม, แอล.-ซี. Kwek และ A. Aspuru-Guzik บทวิจารณ์ฟิสิกส์สมัยใหม่ 94, 015004 (2022)
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.94.015004
[6] J. Biamonte, P. Wittek, N. Pancotti, P. Rebentrost, N. Wiebe และ S. Lloyd, Nature 549, 195 (2017)
https://doi.org/10.1038/nature23474
[7] M. Schuld และ F. Petruccione, การเรียนรู้ภายใต้การดูแลด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม, Vol. 17 (สปริงเกอร์, 2018).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-96424-9
[8] N. Wiebe, D. Braun และ S. Lloyd, จดหมายทบทวนทางกายภาพ 109, 050505 (2012)
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.050505
[9] S. Lloyd, M. Mohseni และ P. Rebentrost, arXiv preprint arXiv:1307.0411 (2013)
https://doi.org/10.48550/arXiv.1307.0411
arXiv: 1307.0411
[10] P. Rebentrost, M. Mohseni และ S. Lloyd, Physical Review Letters 113, 130503 (2014)
https://doi.org/10.1103/physrevlett.113.130503
[11] I. Kerenidis และ A. Prakash การทบทวนทางกายภาพ A 101, 022316 (2020)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.101.022316
[12] AW Harrow, A. Hassidim และ S. Lloyd, Physical Review Letters 103, 150502 (2009)
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.150502
[13] M. Benedetti, E. Lloyd, S. Sack และ M. Fiorentini, Quantum Science and Technology 4, 043001 (2019a)
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab4eb5
[14] S. Sim, PD Johnson และ 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 และ 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 และ M. Cerezo, arXiv preprint arXiv:2109.11676 (2021)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2109.11676
arXiv: 2109.11676
[17] M. Schuld, R. Sweke และ JJ Meyer, การทบทวนทางกายภาพ A 103, 032430 (2021)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.032430
[18] T. Goto, QH Tran และ 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 และ 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 และ JM Gambetta, Nature 567, 209 (2019)
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0980-2
[21] M. Schuld, A. Bocharov, KM Svore และ N. Wiebe, การทบทวนทางกายภาพ A 101, 032308 (2020)
https://doi.org/10.1103/physreva.101.032308
[22] A. Pérez-Salinas, A. Cervera-Lierta, E. Gil-Fuster และ 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 และ M. Mukherjee, การทบทวนทางกายภาพ A 106, 012411 (2022)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.106.012411
[24] J. Romero, JP Olson และ A. Aspuru-Guzik, Quantum Science and Technology 2, 045001 (2017)
https://doi.org/10.1088/2058-9565/aa8072
[25] A. Pepper, N. Tischler และ GJ Pryde, จดหมายทบทวนทางกายภาพ 122, 060501 (2019)
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.060501
[26] C. Bravo-Prieto, การเรียนรู้ของเครื่อง: วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2, 035028 (2021)
https://doi.org/10.10882632-2153/ac0616
[27] C. Cao และ 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 และ A. Perdomo-Ortiz, npj ข้อมูลควอนตัม 5, 1 (2019b)
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0157-8
[29] KE Hamilton, EF Dumitrescu และ RC Pooser, Physical Review A 99, 062323 (2019)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.062323
[30] B. Coyle, D. Mills, V. Danos และ E. Kashefi, npj Quantum Information 6, 1 (2020)
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00288-9
[31] ป.-ล. Dallaire-Demers และ N. Killoran การทบทวนทางกายภาพ A 98, 012324 (2018)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.98.012324
[32] S. Lloyd และ C. Weedbrook, จดหมายทบทวนทางกายภาพ 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 และ Y. Bengio, Communications of the ACM 63, 139–144 (2020)
https://doi.org/10.1145/3422622
[34] C. Zoufal, A. Lucchi และ 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 และ J. Hu การทบทวนทางกายภาพ A 99, 052306 (2019)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.99.052306
[36] H. Situ, Z. He, Y. Wang, L. Li และ S. Zheng, สารสนเทศศาสตร์ 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. เติ้ง ซี-แอล Zou, et al., ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ 5, eaav2761 (2019)
https://doi.org/10.1126/sciadv.aav2761
[38] M. Benedetti, E. Grant, L. Wossnig และ S. Severini, New Journal of Physics 21, 043023 (2019c)
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab14b5
[39] J. Romero และ A. Aspuru-Guzik, Advanced Quantum Technologies 4, 2000003 (2021)
https://doi.org/10.1002/qute.202000003
[40] MY Niu, A. Zlokapa, M. Bringon, S. Boixo, M. Mohseni, V. Smelyanskyi และ H. Neven, จดหมายทบทวนทางกายภาพ 128, 220505 (2022)
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.220505
[41] T. Karras, S. Laine และ T. Aila, ธุรกรรม IEEE บนการวิเคราะห์รูปแบบและ Machine Intelligence 43, 4217 (2021)
https://doi.org/10.1109/TPAMI.2020.2970919
[42] A. Pérez-Salinas, J. Cruz-Martinez, AA Alhajri และ S. Carrazza, การทบทวนทางกายภาพ 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 และ J.-R. Vlimant การเรียนรู้ของเครื่อง: วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2, 011003 (2021)
https://doi.org/10.1088/2632-2153/abc17d
[44] SY Chang, S. Vallecorsa, EF Combarro และ F. Carminati, arXiv preprint arXiv:2101.11132 (2021a)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2101.11132
arXiv: 2101.11132
[45] SY Chang, S. Herbert, S. Vallecorsa, EF Combarro และ 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 และ F. Reiter, EPJ Web of Conferences 251, 03070 (2021)
https://doi.org/10.1051/epjconf/202125103070
[47] GR Khattak, S. Vallecorsa, F. Carminati และ 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 และ 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 และ R. Winterhalder, SciPost Physics 10, 89 (2021)
https://doi.org/10.21468/SciPostPhys.10.4.089
[50] A. Butter และ T. Plehn ในปัญญาประดิษฐ์สำหรับฟิสิกส์พลังงานสูง (World Scientific, 2022) หน้า 191–240
https://doi.org/10.1142/9789811234033_0007
[51] A. Butter, S. Diefenbacher, G. Kasieczka, B. Nachman และ T. Plehn, SciPost Physics 10, 139 (2021)
https://doi.org/10.21468/SciPostPhys.10.6.139
[52] A. Butter, T. Plehn และ 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 และ R. Winterhalder, SciPost Physics 8, 70 (2020)
https://doi.org/10.21468/SciPostPhys.8.4.070
[54] A. Butter, T. Plehn และ 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 และ S. Carrazza, Quantum Science and Technology 7, 015018 ( 2021ก).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac39f5
[56] S. Efthymiou, S. Carrazza, S. Ramos, bpcarlos, AdrianPerezSalinas, D. García-Martín, Paul, J. Serrano และเครื่องพิมพ์อะตอม 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 และคณะ TensorFlow: การเรียนรู้ของเครื่องขนาดใหญ่ บนระบบที่แตกต่างกัน (2015) ซอฟต์แวร์ที่มีให้จาก tensorflow.org
https://www.tensorflow.org/
[58] afrancis heplat, C. Bravo-Prieto, S. Carrazza, M. Cè, J. Baglio และ dm grabowska, Qti-th/style-qgan: v1.0.0 (2021)
https://doi.org/10.5281/zenodo.5567077
[59] MD Zeiler พิมพ์ล่วงหน้า arXiv arXiv:1212.5701 (2012)
https://doi.org/10.48550/arXiv.1212.5701
arXiv: 1212.5701
[60] M. Ostaszewski, E. Grant และ M. Benedetti, Quantum 5, 391 (2021)
https://doi.org/10.22331/q-2021-01-28-391
[61] S. Kullback และ 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 และ H. Greenspan ในปี 2018 IEEE 15th International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI 2018) (2018) หน้า 289–293
https://doi.org/10.1109/ISBI.2018.8363576
[63] FHK dos Santos Tanaka และ C. Aranha, arXiv preprint 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 และ M. Zaro วารสารฟิสิกส์พลังงานสูง 07, 079 (2014) ).
https://doi.org/10.1007/JHEP07(2014)079
[65] R. Frederix, S. Frixione, V. Hirschi, D. Pagani, HS Shao และ M. Zaro วารสารฟิสิกส์พลังงานสูง 07, 185 (2018)
https://doi.org/10.1007/JHEP07(2018)185
[66] ไอ.-เค. Yeo และ 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 และ 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 และคณะ, Qiskit: An Open-source Framework for Quantum Computing (2019)
https://doi.org/10.5281/zenodo.2562111
อ้างโดย
[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 และ Dirk Krücker, “สมุดปกขาว Snowmass: ระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมและซอฟต์แวร์สำหรับการวิจัยฟิสิกส์พลังงานสูง”, arXiv: 2203.07091.
[2] Andreas Adelmann, Walter Hopkins, Evangelos Kourlitis, Michael Kagan, Gregor Kasieczka, Claudius Krause, David Shih, Vinicius Mikuni, Benjamin Nachman, Kevin Pedro และ Daniel Winklehner, “ทิศทางใหม่สำหรับแบบจำลองตัวแทนและการเขียนโปรแกรมเชิงอนุพันธ์สำหรับฟิสิกส์พลังงานสูง การจำลองเครื่องตรวจจับ”, 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 และ Carlos A. Argüelles, “คอมพิวเตอร์ควอนตัมสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลในฟิสิกส์พลังงานสูง” , arXiv: 2203.08805.
[4] Yuxuan Du, Zhuozhuo Tu, Bujiao Wu, Xiao Yuan และ Dacheng Tao, “พลังแห่งการเรียนรู้เชิงกำเนิดควอนตัม”, arXiv: 2205.04730.
[5] Stefano Carrazza, Stavros Efthymiou, Marco Lazzarin และ Andrea Pasquale, “An open-source modular framework for quantum computing”, arXiv: 2202.07017.
[6] Sandra Nguemto และ Vicente Leyton-Ortega, “Re-QGAN: กรอบการเรียนรู้วงจรควอนตัมของฝ่ายตรงข้ามที่ปรับให้เหมาะสม”, arXiv: 2208.02165.
[7] Gabriele Agliardi, Michele Grossi, Mathieu Pellen และ Enrico Prati, “การรวมควอนตัมของกระบวนการอนุภาคมูลฐาน”, จดหมายฟิสิกส์ B 832, 137228 (2022).
[8] Jack Y. Araz และ Michael Spannowsky, “คลาสสิกกับควอนตัม: การเปรียบเทียบวงจรควอนตัมบนเครือข่ายเทนเซอร์บนข้อมูล LHC”, arXiv: 2202.10471.
[9] Andrea Delgado และ Kathleen E. Hamilton, “Unsupervised Quantum Circuit Learning in High Energy Physics”, arXiv: 2203.03578.
[10] Sulaiman Alvi, Christian Bauer และ Benjamin Nachman, “Quantum Anomaly Detection for Collider Physics”, arXiv: 2206.08391.
[11] Oriel Kiss, Michele Grossi, Enrique Kajomovitz และ Sofia Vallecorsa, “Conditional Born machine for Monte Carlo events”, arXiv: 2205.07674.
การอ้างอิงข้างต้นมาจาก are อบต./นาซ่าโฆษณา (ปรับปรุงล่าสุดสำเร็จ 2022-08-18 08:19:35 น.) รายการอาจไม่สมบูรณ์เนื่องจากผู้จัดพิมพ์บางรายไม่ได้ให้ข้อมูลอ้างอิงที่เหมาะสมและครบถ้วน
On บริการอ้างอิงของ Crossref ไม่พบข้อมูลอ้างอิงงาน (ความพยายามครั้งสุดท้าย 2022-08-18 08:19:33)
บทความนี้เผยแพร่ใน Quantum ภายใต้ the ครีเอทีฟคอมมอนส์แบบแสดงที่มา 4.0 สากล (CC BY 4.0) ใบอนุญาต ลิขสิทธิ์ยังคงอยู่กับผู้ถือลิขสิทธิ์ดั้งเดิม เช่น ผู้เขียนหรือสถาบันของพวกเขา
