Variational quantum algorithms (VQAs) generally rely on classical optimization to train parameterized quantum circuits. This training seeks to minimize an objective function, and its efficiency is central to the practical success of these algorithms. However, globally minimizing such training objectives over the circuit parameters is known to be $\mathsf{NP}$-hard, limiting the prospect of general guarantees for efficient training. In this Letter, we prove that even the weaker task of finding a local minimum of such VQA training objectives is strongly $\mathsf{NP}$-hard, including when the objective admits efficient classical evaluation. Moreover, we show that this hardness persists even for the task of finding a parameter vector within $\ell_p$-distance strictly less than $π/2$ of some local minimizer, for every $p\geq 1$. Our central technical result is that approximating a local minimizer of a Hermitian trigonometric polynomial is strongly $\mathsf{NP}$-hard. By explicitly constructing quantum circuits whose training objectives reproduce these hard instances, we obtain a polynomial-time reduction to VQA training. Our results establish a fundamental computational barrier to variational quantum training: even reaching the vicinity of a local minimum remains hard in the worst case.


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
61+阅读 · 2019年10月17日
元强化学习迎来一盆冷水:不比元Q学习好多少
AI科技评论
12+阅读 · 2020年2月27日
强化学习扫盲贴:从Q-learning到DQN
夕小瑶的卖萌屋
52+阅读 · 2019年10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
入行量化,你必须知道的几点
深度学习与NLP
12+阅读 · 2019年3月5日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19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
国家自然科学基金
1+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 · 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
2+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
1+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
2+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
9+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
9+阅读 · 10月12日
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
元强化学习迎来一盆冷水:不比元Q学习好多少
AI科技评论
12+阅读 · 2020年2月27日
强化学习扫盲贴:从Q-learning到DQN
夕小瑶的卖萌屋
52+阅读 · 2019年10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
入行量化,你必须知道的几点
深度学习与NLP
12+阅读 · 2019年3月5日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19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
相关基金
国家自然科学基金
1+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 · 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
2+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
1+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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员