Much attention has been paid to dynamical simulation and quantum machine learning (QML) independently as applications for quantum advantage, while the possibility of using QML to enhance dynamical simulations has not been thoroughly investigated. Here we develop a framework for using QML methods to simulate quantum dynamics on near-term quantum hardware. We use generalization bounds, which bound the error a machine learning model makes on unseen data, to rigorously analyze the training data requirements of an algorithm within this framework. This provides a guarantee that our algorithm is resource-efficient, both in terms of qubit and data requirements. Our numerics exhibit efficient scaling with problem size, and we simulate 20 times longer than Trotterization on IBMQ-Bogota.


翻译:我们非常关注独立地作为量子优势应用的动态模拟和量子机学习(QML),而利用QML加强动态模拟的可能性尚未得到彻底调查。我们在这里开发了一个框架,用于使用QML方法模拟短期量子硬件的量子动态。我们使用一般化界限,将机器学习模型对无形数据的错误捆绑起来,严格分析这一框架内算法的培训数据要求。这提供了一种保证,即我们的算法在量子和数据要求方面都是资源效率高的。我们的数值显示,在问题大小方面,我们模拟IBMQ-Bogota的转轨时间比转轨时间长20倍。

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