Variational Quantum Algorithms (VQAs), such as the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) of [Farhi, Goldstone, Gutmann, 2014], have seen intense study towards near-term applications on quantum hardware. A crucial parameter for VQAs is the depth of the variational ansatz used - the smaller the depth, the more amenable the ansatz is to near-term quantum hardware in that it gives the circuit a chance to be fully executed before the system decoheres. This potential for depth reduction has made VQAs a staple of Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ)-era research. In this work, we show that approximating the optimal depth for a given VQA ansatz is intractable. Formally, we show that for any constant $\epsilon>0$, it is QCMA-hard to approximate the optimal depth of a VQA ansatz within multiplicative factor $N^{1-\epsilon}$, for $N$ denoting the encoding size of the VQA instance. (Here, Quantum Classical Merlin-Arthur (QCMA) is a quantum generalization of NP.) We then show that this hardness persists even in the "simpler" setting of QAOAs. To our knowledge, this yields the first natural QCMA-hard-to-approximate problems. To achieve these results, we bypass the need for a PCP theorem for QCMA by appealing to the disperser-based NP-hardness of approximation construction of [Umans, FOCS 1999].


翻译:VQAs的关键参数是使用的变异安眠药的深度 - 深度越小, 肛门越容易使用量子硬件, 使得电路在系统脱色前就完全执行。 这种深度缩小的可能性使 VQAs成为量子硬件短期应用的首选。 在这项工作中, 我们显示, 接近给定的 VQA ansatz 的最佳深度是棘手的。 正式地, 我们显示, 对于任何恒定的 $epslon>0 来说, ansatz 硬件越容易在系统脱色之前就使电路被完全执行。 这种深度缩小的可能性使得 VQAs 成为NAsy 中级QQQTum(NISQQQQ) 的基础。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月27日
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月27日
Arxiv
0+阅读 · 2023年1月26日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员