Variational quantum algorithms are expected to demonstrate the advantage of quantum computing on near-term noisy quantum computers. However, training such variational quantum algorithms suffers from gradient vanishing as the size of the algorithm increases. Previous work cannot handle the gradient vanishing induced by the inevitable noise effects on realistic quantum hardware. In this paper, we propose a novel training scheme to mitigate such noise-induced gradient vanishing. We first introduce a new cost function of which the gradients are significantly augmented by employing traceless observables in truncated subspace. We then prove that the same minimum can be reached by optimizing the original cost function with the gradients from the new cost function. Experiments show that our new training scheme is highly effective for major variational quantum algorithms of various tasks.


翻译:预计变化量子算法将展示量子计算在近期噪音量子计算机上的优势。 然而, 培训这种变异量子算法会随着算法规模的扩大而消失, 渐变量算法也会随着渐变而消失。 先前的工作无法处理因对现实的量子硬件不可避免的噪音影响而消失的梯子。 在本文中, 我们提出一个新的培训计划, 以减轻这种噪音引起的梯子消失。 我们首先引入一个新的成本功能, 在短空的子空间中使用无痕量观测器, 使梯子大大增强。 我们然后证明, 通过优化新成本函数中的原始成本函数, 就能达到同样的最低值。 实验显示, 我们的新培训计划对于各种任务的主要变异量量算法非常有效 。

0
下载
关闭预览

相关内容

在机器学习中,使用基于梯度的学习方法和反向传播训练人工神经网络时,会遇到梯度消失的问题。在这种方法中,每个神经网络的权值在每次迭代训练时都得到一个与误差函数对当前权值的偏导数成比例的更新。问题是,在某些情况下,梯度会极小,有效地阻止权值的改变。在最坏的情况下,这可能会完全阻止神经网络进一步的训练。作为问题原因的一个例子,传统的激活函数,如双曲正切函数的梯度在范围(0,1),而反向传播通过链式法则计算梯度。这样做的效果是将n个这些小数字相乘来计算n层网络中“前端”层的梯度,这意味着梯度(误差信号)随着n的增加呈指数递减,而前端层的训练非常缓慢。
【ICML2020】对比多视角表示学习
专知会员服务
52+阅读 · 2020年6月28日
【ICML2020】多视角对比图表示学习,Contrastive Multi-View GRL
专知会员服务
77+阅读 · 2020年6月11日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
176+阅读 · 2020年2月1日
【ICML2020】对比多视角表示学习
专知
18+阅读 · 2020年6月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月28日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月28日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月25日
Arxiv
4+阅读 · 2018年4月30日
VIP会员
相关资讯
【ICML2020】对比多视角表示学习
专知
18+阅读 · 2020年6月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员