1Kuantum Araştırma Merkezi, Teknoloji İnovasyon Enstitüsü, Abu Dabi, BAE
2Departament de Física Quàntica i Astrofísica ve Institut de Ciègency del Cosmos (ICCUB), Universitat de Barcelona, Barselona, İspanya.
3Teorik Fizik Bölümü, CERN, CH-1211 Cenevre 23, İsviçre.
4Fizik Enstitüsü, Ulusal Yang Ming Chiao Tung Üniversitesi, Hsinchu 30010, Tayvan.
5TIF Lab, Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano ve INFN Sezione di Milano, Milano, İtalya.
Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.
Özet
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki (LHC) parçacık fiziği süreçlerini simüle etmek için kullanılan, Monte Carlo olay üretimi için üretken çekişmeli öğrenme bağlamında alternatif bir kuantum üreteci mimarisi öneriyor ve değerlendiriyoruz. Bu metodolojiyi, bilinen temel dağılımlardan oluşturulan yapay veriler üzerinde kuantum ağını uygulayarak doğruluyoruz. Ağ daha sonra belirli LHC saçılma işlemlerinin Monte Carlo tarafından oluşturulan veri kümelerine uygulanır. Yeni kuantum üreteci mimarisi, sığ derinlikli ağlarda bile daha küçük Kullback-Leibler sapmaları elde ederek, son teknoloji uygulamaların genelleştirilmesine yol açar. Üstelik kuantum üreteci, küçük eğitim örnek kümeleriyle eğitilmiş olsa bile temel dağıtım fonksiyonlarını başarıyla öğrenir; bu özellikle veri artırma uygulamaları için ilginçtir. Bu yeni metodolojiyi, donanımdan bağımsız uygulanabilirliğini test etmek için iki farklı kuantum donanım mimarisine (tuzaklanmış iyon ve süper iletken teknolojiler) uyguluyoruz.
Öne çıkan görsel: Solda, stil-qGAN eğitiminde yer alan şematik adımlar. Sağda, stil-qGAN modeli için LHC'de pp -> ttbar üretiminde fiziksel gözlemlenebilirler, s, t, y için marjinal örnek dağılımları.
► BibTeX verileri
► Referanslar
[1] J. Preskill, Kuantum 2, 79 (2018).
https://doi.org/10.22331/q-2018-08-06-79
[2] F. Arute, K. Arya, R. Babbush, D. Bacon, J.C. Bardin, R. Barends, R. Biswas, S. Boixo, F.G.S.L. Brandao, D.A. Buell, vd., 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 ve diğerleri, Science 370, 1460 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abe8770
[4] M. Cerezo, A. Arrasmith, R. Babbush, S.C. Benjamin, S. Endo, K. Fujii, J.R. McClean, K. Mitarai, X. Yuan, L. Cincio ve diğerleri, Nature Reviews Physics 3, 625–644 (2021).
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9
[5] K. Bharti, A. Cervera-Lierta, T.H. Kyaw, T. Haug, S. Alperin-Lea, A. Anand, M. Degroote, H. Heimonen, J.S. Kottmann, T. Menke, W.-K. Mok, S. Sim, L.-C. Kwek ve A. Aspuru-Guzik, Reviews of Modern Physics 94, 015004 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.94.015004
[6] Biamonte, P. Wittek, N.Pancotti, P. Rebentrost, N.Wiebe ve S. Lloyd, Nature 549, 195 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23474
[7] M. Schuld ve F. Petruccione, Kuantum bilgisayarlarla denetimli öğrenme, Cilt. 17 (Springer, 2018).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-96424-9
[8] N. Wiebe, D. Braun ve S. Lloyd, Physical Review Letters 109, 050505 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.050505
[9] S. Lloyd, M. Mohseni ve P. Rebentrost, arXiv önbaskı arXiv:1307.0411 (2013).
https://doi.org/10.48550/arXiv.1307.0411
arXiv: 1307.0411
[10] P. Rebentrost, M. Mohseni ve S. Lloyd, Physical Review Letters 113, 130503 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.113.130503
[11] I. Kerenidis ve A. Prakash, Physical Review A 101, 022316 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.022316
[12] A. W. Harrow, A. Hassidim ve S. Lloyd, Physical Review Letters 103, 150502 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.150502
[13] M. Benedetti, E. Lloyd, S. Sack ve M. Fiorentini, Quantum Science and Technology 4, 043001 (2019a).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab4eb5
[14] S. Sim, PD Johnson ve 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 ve J. I. Latorre, Quantum 4, 272 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-05-28-272
[16] M. Larocca, N. Ju, D. García-Martín, P.J. Coles ve M. Cerezo, arXiv ön baskı arXiv:2109.11676 (2021).
https://doi.org/10.48550/arXiv.2109.11676
arXiv: 2109.11676
[17] M. Schuld, R. Sweke ve J. J. Meyer, Physical Review A 103, 032430 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.032430
[18] T. Goto, Q. H. Tran ve 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 ve J. I. Latorre, Physical Review A 104, 012405 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.012405
[20] Havlíček, AD Córcoles, K. Temme, AW Harrow, A. Kandala, JM Chow ve JM Gambetta, Nature 567, 209 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0980-2
[21] M. Schuld, A. Bocharov, K.M. Svore ve N. Wiebe, Physical Review A 101, 032308 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.101.032308
[22] A. Pérez-Salinas, A. Cervera-Lierta, E. Gil-Fuster ve JI Latorre, Quantum 4, 226 (2020).
https://doi.org/10.22331/q-2020-02-06-226
[23] T. Dutta, A. Pérez-Salinas, J. P. S. Cheng, J. I. Latorre ve M. Mukherjee, Physical Review A 106, 012411 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.106.012411
[24] J. Romero, JP Olson ve A. Aspuru-Guzik, Quantum Science and Technology 2, 045001 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aa8072
[25] A. Pepper, N. Tischler ve G. J. Pryde, Physical Review Letters 122, 060501 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.060501
[26] C. Bravo-Prieto, Makine Öğrenimi: Bilim ve Teknoloji 2, 035028 (2021).
https://doi.org/10.1088/2632-2153/ac0616
[27] C. Cao ve X. Wang, Fiziksel İnceleme Uygulamalı 15, 054012 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.15.054012
[28] M. Benedetti, D. Garcia-Pintos, O. Perdomo, V. Leyton-Ortega, Y. Nam ve A. Perdomo-Ortiz, npj Quantum Information 5, 1 (2019b).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0157-8
[29] K.E. Hamilton, E.F. Dumitrescu ve R.C. Pooser, Physical Review A 99, 062323 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062323
[30] B. Coyle, D. Mills, V. Danos ve E. Kashefi, npj Quantum Information 6, 1 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41534-020-00288-9
[31] P.-L. Dallaire-Demers ve N. Killoran, Physical Review A 98, 012324 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.012324
[32] S. Lloyd ve 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 ve Y. Bengio, Communications of the ACM 63, 139–144 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3422622
[34] C. Zoufal, A. Lucchi ve 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 ve 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 ve 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. Deng, C.-L. Zou ve diğerleri, Science Advances 5, eaav2761 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.aav2761
[38] M. Benedetti, E. Grant, L. Wossnig ve S. Severini, New Journal of Physics 21, 043023 (2019c).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab14b5
[39] J. Romero ve A. Aspuru-Guzik, Advanced Quantum Technologies 4, 2000003 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000003
[40] M. Y. Niu, A. Zlokapa, M. Broughton, S. Boixo, M. Mohseni, V. Smelyanskyi ve H. Neven, Physical Review Letters 128, 220505 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.220505
[41] T. Karras, S. Laine ve T. Aila, Örüntü Analizi ve Makine Zekası Üzerine IEEE İşlemleri 43, 4217 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TPAMI.2020.2970919
[42] A. Pérez-Salinas, J. Cruz-Martinez, A. A. Alhajri ve 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 ve J.-R. Vlimant, Makine Öğrenimi: Bilim ve Teknoloji 2, 011003 (2021).
https:///doi.org/10.1088/2632-2153/abc17d
[44] S. Y. Chang, S. Vallecorsa, E. F. Combarro ve F. Carminati, arXiv ön baskı arXiv:2101.11132 (2021a).
https://doi.org/10.48550/arXiv.2101.11132
arXiv: 2101.11132
[45] S. Y. Chang, S. Herbert, S. Vallecorsa, E. F. Combarro ve 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, E. F. Combarro, G. Dissertori ve F. Reiter, EPJ Web of Conferences 251, 03070 (2021).
https:///doi.org/10.1051/epjconf/202125103070
[47] G.R. Khattak, S. Vallecorsa, F. Carminati ve G.M. 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, J. N. Howard, F. Keilbach, T. Plehn, G. Kasieczka ve D. Whiteson, arXiv ön baskı arXiv:2012.11944 (2021).
https://doi.org/10.48550/arXiv.2012.11944
arXiv: 2012.11944
[49] M. Backes, A. Butter, T. Plehn ve R. Winterhalder, SciPost Physics 10, 89 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.4.089
[50] A. Butter ve T. Plehn, Yapay Zeka İçin Yüksek Enerji Fiziği (World Scientific, 2022) s. 191–240.
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789811234033_0007
[51] A. Butter, S. Diefenbacher, G. Kasieczka, B. Nachman ve T. Plehn, SciPost Physics 10, 139 (2021).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.10.6.139
[52] A. Butter, T. Plehn ve 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 ve R. Winterhalder, SciPost Physics 8, 70 (2020).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.8.4.070
[54] A. Butter, T. Plehn ve 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, J. I. Latorre ve 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 ve atomprinter, 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, G.S. Corrado, A. Davis, J. Dean, M. Devin ve diğerleri, TensorFlow: Büyük ölçekli makine öğrenimi heterojen sistemler üzerine (2015), tensorflow.org adresinden temin edilebilen yazılım.
https: / / www.tensorflow.org/
[58] afrancis heplat, C. Bravo-Prieto, S. Carrazza, M. Cè, J. Baglio ve d-m Grarowska, Qti-th/style-qgan: v1.0.0 (2021).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.5567077
[59] M. D. Zeiler, arXiv önbaskı arXiv:1212.5701 (2012).
https://doi.org/10.48550/arXiv.1212.5701
arXiv: 1212.5701
[60] M. Ostaszewski, E. Grant ve M. Benedetti, Quantum 5, 391 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-01-28-391
[61] S. Kullback ve R. A. Leibler, The Annals of Mathematical İstatistik 22, 79 (1951).
https: / / doi.org/ 10.1214 / aoms / 1177729694
[62] M. Frid-Adar, E. Klang, M. Amitai, J. Goldberger ve H. Greenspan, 2018 IEEE 15. Uluslararası Biyomedikal Görüntüleme Sempozyumu (ISBI 2018) (2018) s. 289–293.
https:///doi.org/10.1109/ISBI.2018.8363576
[63] F. H. K. dos Santos Tanaka ve C. Aranha, arXiv ön baskı 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, H.S. Shao, T. Stelzer, P. Torrielli ve 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, H.S. Shao ve M. Zaro, Journal of High Energy Physics 07, 185 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP07 (2018) 185
[66] I.-K. Yeo ve R. A. 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 ve 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, F. J. Cabrera-Hernández, J. Carballo-Franquis, A. Chen, C.-F. Chen ve diğerleri, Qiskit: Kuantum Hesaplama için Açık Kaynaklı Bir Çerçeve (2019).
https: / / doi.org/ 10.5281 / zenodo.2562111
Alıntılama
[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 ve Dirk Krücker, "Snowmass Teknik İncelemesi: Yüksek Enerji Fiziği Araştırması için Kuantum Hesaplama Sistemleri ve Yazılımı", arXiv: 2203.07091.
[2] Andreas Adelmann, Walter Hopkins, Evangelos Kourlitis, Michael Kagan, Gregor Kasieczka, Claudius Krause, David Shih, Vinicius Mikuni, Benjamin Nachman, Kevin Pedro ve Daniel Winklehner, "Yüksek Enerji Fiziği için vekil modeller ve türevlenebilir programlama için yeni yönler dedektör simülasyonu”, 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 ve Carlos A. Argüelles, “Yüksek Enerji Fiziğinde Veri Analizi için Kuantum Hesaplama” , arXiv: 2203.08805.
[4] Yuxuan Du, Zhuozhuo Tu, Bujiao Wu, Xiao Yuan ve Dacheng Tao, “Kuantum Üretken Öğrenmenin Gücü”, arXiv: 2205.04730.
[5] Stefano Carrazza, Stavros Efthymiou, Marco Lazzarin ve Andrea Pasquale, "Kuantum hesaplama için açık kaynaklı bir modüler çerçeve", arXiv: 2202.07017.
[6] Sandra Nguemto ve Vicente Leyton-Ortega, "Re-QGAN: optimize edilmiş bir rakip kuantum devre öğrenme çerçevesi", arXiv: 2208.02165.
[7] Gabriele Agliardi, Michele Grossi, Mathieu Pellen ve Enrico Prati, “Temel parçacık süreçlerinin kuantum entegrasyonu”, Fizik Mektupları B 832, 137228 (2022).
[8] Jack Y. Araz ve Michael Spannowsky, "Klasik ve Kuantum: Tensör Ağı Tabanlı Kuantum Devrelerinin LHC verileriyle karşılaştırılması", arXiv: 2202.10471.
[9] Andrea Delgado ve Kathleen E. Hamilton, “Yüksek Enerji Fiziğinde Denetimsiz Kuantum Devre Öğrenimi”, arXiv: 2203.03578.
[10] Sulaiman Alvi, Christian Bauer ve Benjamin Nachman, “Çarpıştırıcı Fiziği için Kuantum Anomali Tespiti”, arXiv: 2206.08391.
[11] Oriel Kiss, Michele Grossi, Enrique Kajomovitz ve Sofia Vallecorsa, "Monte Carlo olay üretimi için Koşullu Doğan makine", arXiv: 2205.07674.
Yukarıdaki alıntılar SAO / NASA REKLAMLARI (son başarıyla 2022-08-18 08:19:35) güncellendi. Tüm yayıncılar uygun ve eksiksiz alıntı verisi sağlamadığından liste eksik olabilir.
On Crossref'in alıntı yaptığı hizmet alıntı yapma çalışmaları ile ilgili veri bulunamadı (son deneme 2022-08-18 08:19:33).
Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.
