Circuit cutting decomposes a large quantum circuit into smaller subcircuits whose outputs are classically reconstructed to recover original expectation values. While prior work characterises cutting overhead via subcircuit counts and sampling complexity, its end-to-end impact on iterative, estimator-driven training pipelines remains insufficiently measured from a systems perspective. We propose DistributedEstimator, a cut-aware estimator execution pipeline that treats circuit cutting as a staged distributed workload, instrumenting each query across four phases: partitioning, subexperiment generation, parallel execution, and classical reconstruction. Using logged runtime traces and learning outcomes on two binary classification workloads (Iris and MNIST), we quantify cutting overheads, scaling limits, and sensitivity to injected stragglers, and evaluate whether accuracy and robustness are preserved under matched training budgets. Reconstruction dominates per-query time -- reaching a median of 53% and 95th percentile of 58% at three cuts -- bounding achievable speed-up under parallelism. Despite these overheads, test accuracy is fully preserved on Iris and maintained without systematic degradation on MNIST across all cut configurations. Robustness under Gaussian noise and FGSM perturbations is similarly preserved, with several cut configurations exhibiting comparable or improved robustness relative to the uncut baseline. Exponential growth of subexperiment counts (${O}(9^c)$ for CNOT-based decomposition) is a fundamental barrier limiting practical experimentation to small qubit counts. These results establish that practical scaling for learning workloads requires reducing and overlapping reconstruction, scheduling policies for barrier-dominated critical paths, and computationally efficient reconstruction strategies for larger qubit counts.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
学界 | 综述论文:四大类深度迁移学习
机器之心
17+阅读 · 2018年9月15日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
【AAAI专题】论文分享:以生物可塑性为核心的类脑脉冲神经网络
中国科学院自动化研究所
15+阅读 · 2018年1月23日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
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
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
0+阅读 · 10分钟前
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员