A semi-agnostic ansatz with variable structure for variational quantum algorithms

L'aprenentatge automàtic quàntic -i específicament els Algorismes Quàntics Variacionals (VQAs)- ofereix un paradigma potent i flexible per a la programació d'ordinadors quàntics de curt termini, amb aplicacions en química, metrologia, ciència dels materials, ciència de dades i matemàtiques. Aquí s'entrena un ansatz, en forma de circuit quàntic parametritzat, per a realitzar una tasca d'interès. Tot i això, recentment han sorgit reptes que suggereixen que els ansatzes profunds són difícils d'entrenar, degut als paisatges plans d'entrenament causats per l'aleatorietat o el soroll del maquinari. Això motiva la nostra feina, on presentem un enfocament de variable estructurada per a construir ansatzs per VQAs. El nostre enfocament, anomenat VAns (Ansatz Variable), aplica un conjunt de normes tant per créixer com per eliminar portes quàntiques d'una manera informada durant l'optimització. Conseqüentment, el VAns és ideal per mitigar els problemes relacionats amb la capacitat d'entrenar i el soroll mantenint l'ansatz superficial. Fem servir el VAns en el solucionador quàntic variacional per a aplicacions de matèria condensada i química quàntica, en l'autoencoder quàntic per a compressió de dades i en problemes unitaris de compilació mostrant resultats exitosos en tots els casos.