Large language models (LLMs) exhibit abilities beyond natural language modelling and text generation. Recent advances in their reasoning capabilities have spurred interest in applying LLMs to complex scientific tasks requiring deep domain expertise and sophisticated reasoning. Quantum computing, as a highly specialised field with significant knowledge barriers and hardware constraints, could greatly benefit from such advancements. However, a key open question that first must be answered is: How can we develop fine-tuning pipelines that instil genuine quantum reasoning in LLMs, rather than task-specific pattern matching? We study this question through quantum circuit simulation as a training objective, where the model must predict the measurement probability distribution resulting from a sequence of quantum gate operations. We propose and compare two fine-tuning pipelines: (1) Supervised Fine-Tuning (SFT) on explicit gate-by-gate state-vector simulation traces, and (2) a two-stage SFT+Group Relative Policy Optimisation (GRPO) approach that sequentially applies SFT followed by GRPO with verifiable rewards. Our findings show that SFT achieves near-perfect in-distribution and gate-count extrapolation accuracy, significantly outperforming both the base model and the GPT-OSS-120B baseline. SFT+GRPO trades some in-distribution precision for better generalisation to larger qubit systems that SFT alone cannot handle. Both pipelines significantly outperform the baselines, demonstrating that targeted fine-tuning on explicit reasoning traces is an effective strategy for advancing quantum reasoning in LLMs.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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