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Abstract
Les algorithmes quantiques variationnels, qui combinent des circuits quantiques paramétrés (PQC) hautement expressifs et des techniques d'optimisation dans l'apprentissage automatique, sont l'une des applications les plus prometteuses d'un ordinateur quantique à court terme. Malgré leur énorme potentiel, l’utilité des algorithmes quantiques variationnels au-delà de plusieurs dizaines de qubits est encore remise en question. L’un des problèmes centraux est la capacité de formation des PQC. Le paysage de la fonction de coût d’un PQC initialisé de manière aléatoire est souvent trop plat, nécessitant une quantité exponentielle de ressources quantiques pour trouver une solution. Ce problème, baptisé $textit{barren plateaux}$, a récemment retenu beaucoup d'attention, mais aucune solution générale n'est toujours disponible. Dans cet article, nous résolvons ce problème pour l’ansatz variationnel hamiltonien (HVA), qui est largement étudié pour résoudre les problèmes quantiques à N corps. Après avoir montré qu'un circuit décrit par un opérateur d'évolution temporelle généré par un hamiltonien local n'a pas de gradients exponentiellement petits, nous dérivons des conditions paramétriques pour lesquelles la HVA est bien approchée par un tel opérateur. Sur la base de ce résultat, nous proposons un schéma d'initialisation pour les algorithmes quantiques variationnels et un ansatz à paramètres contraints et exempt de plateaux stériles.
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