1Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Staudtstrasse 2, 91058 Erlangen, Allemagne
2Département de physique, Université d'Erlangen-Nuremberg, Staudtstr. 5, 91058 Erlangen, Allemagne
3Wilczek Quantum Center, École de physique et d'astronomie, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, Chine
4Centre de recherche de Shanghai pour les sciences quantiques, Shanghai 201315, Chine
5Université de New York Shanghai, 1555 Century Ave, Pudong, Shanghai 200122, Chine
6State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, School of Physical and Material Sciences, East China Normal University, Shanghai 200062, Chine
7NYU-ECNU Institute of Physics at NYU Shanghai, 3663 Zhongshan Road North, Shanghai 200062, Chine
8Center for Quantum and Topological Systems (CQTS), NYUAD Research Institute, New York University Abu Dhabi, EAU
9Département de physique, Université de New York, New York, NY 10003, États-Unis
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Abstract
En informatique quantique adiabatique, trouver la dépendance de l'écart de l'hamiltonien en fonction du paramètre varié pendant le balayage adiabatique est crucial afin d'optimiser la vitesse de calcul. Inspirés par ce défi, dans ce travail, nous explorons le potentiel de l'apprentissage en profondeur pour découvrir une cartographie des paramètres qui identifient pleinement un problème hamiltonien à la dépendance paramétrique susmentionnée de l'écart en appliquant différentes architectures de réseau. À travers cet exemple, nous conjecturons qu'un facteur limitant pour l'apprentissage de tels problèmes est la taille de l'entrée, c'est-à-dire la façon dont le nombre de paramètres nécessaires pour identifier les échelles hamiltoniennes avec la taille du système. Nous montrons qu'un long réseau de mémoire à court terme réussit à prédire l'écart lorsque l'espace des paramètres évolue linéairement avec la taille du système. Remarquablement, nous montrons qu'une fois que cette architecture est combinée avec un réseau neuronal convolutif pour traiter la structure spatiale du modèle, l'évolution de l'écart peut même être prédite pour des tailles de système supérieures à celles vues par le réseau neuronal lors de la formation. Ceci fournit une accélération significative par rapport aux algorithmes exacts et approximatifs existants dans le calcul de l'écart.
Résumé populaire
Remarquablement, nous montrons qu'un réseau de neurones formé réussit à prédire l'évolution complète de l'écart lors d'un balayage adiabatique pour les grandes tailles de système simplement en lui faisant observer l'écart pour les petites tailles de système, étant donné que l'espace des paramètres évolue linéairement avec la taille du système. Notre étude s'ajoute à la promesse des soi-disant réseaux récurrents convolutifs pour prédire la dynamique adiabatique des systèmes à plusieurs corps inhomogènes et leur potentiel d'extrapolation de la dynamique au-delà de ce sur quoi le réseau de neurones est formé.
► Données BibTeX
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Cité par
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