In quantum computing, the variational quantum algorithms (VQAs) are well suited for finding optimal combinations of things in specific applications ranging from chemistry all the way to finance. The training of VQAs with gradient descent optimization algorithm has shown a good convergence. At an early stage, the simulation of variational quantum circuits on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices suffers from noisy outputs. Just like classical deep learning, it also suffers from vanishing gradient problems. It is a realistic goal to study the topology of loss landscape, to visualize the curvature information and trainability of these circuits in the existence of vanishing gradients. In this paper, we calculated the Hessian and visualized the loss landscape of variational quantum classifiers at different points in parameter space. The curvature information of variational quantum classifiers (VQC) is interpreted and the loss function's convergence is shown. It helps us better understand the behavior of variational quantum circuits to tackle optimization problems efficiently. We investigated the variational quantum classifiers via Hessian on quantum computers, started with a simple 4-bit parity problem to gain insight into the practical behavior of Hessian, then thoroughly analyzed the behavior of Hessian's eigenvalues on training the variational quantum classifier for the Diabetes dataset. Finally, we show that how the adaptive Hessian learning rate can influence the convergence while training the variational circuits.
翻译:在量子计算中,变量量子算法(VQAs)非常适合在从化学到金融的具体应用中找到从化学到化学到金融的具体应用中事物的最佳组合。对VQAs进行梯度下降优化算法的培训显示了良好的趋同性。在早期阶段,对噪音中等规模量子(NISQ)装置的变异量子电路的模拟存在噪音产出。就像古老的深层次学习一样,它也存在渐渐变的梯度问题。这是一个现实的目标,可以研究损失地貌的地形学,以视觉化这些电路的曲线信息,以及这些电路在消失梯度存在时的可训练性。在本文中,我们计算了赫萨的变异性,并视觉化了参数空间不同点的变异性量子分级器损失情况。解释了变异性量子分级器(VQC)的曲性信息,并展示了损失函数的趋同性。它帮助我们更好地了解变异性量子电路的动作,以便高效地解决优化问题。我们从量子计算机上的变异性变异性分类中开始,以简单的四位对等值行为进行一个简单的分析,然后分析他对等性的行为,然后分析其变性的行为,然后分析他的变性研究他的变性的行为,从而能的变性研究他的变性能的变性研究其变性的行为,从而能的变性研究他的变性研究他的变性研究他的变性研究他的变性的行为,从而如何的变性能,从而如何能,从而研究他的变性能,从而了解了对等性能的变性研究他的变性的行为,从而了解了对等性研究他的变性研究他的变性研究他的变性的行为,从而如何的变性研究他的变性能的变性研究他的变性的行为,从而如何的变性的行为,从而如何如何如何的造能,从而如何的变性研究他的变性能,从而如何的造能,我们如何如何如何如何如何如何如何如何如何性能的造能的造能的造能,我们如何如何如何演化的造的造能,我们的造能,我们的造能如何演化的造能,我们如何演化的造能,我们的造能如何演