Classical deep networks are effective because depth enables adaptive geometric deformation of data representations. In quantum neural networks (QNNs), however, depth or state reachability alone does not guarantee this feature-learning capability. We study this question in the pure-state setting by viewing encoded data as an embedded manifold in $\mathbb{C}P^{2^n-1}$ and analysing infinitesimal unitary actions through Lie-algebra directions. We introduce Classical-to-Lie-algebra (CLA) maps and the criterion of almost Complete Local Selectivity (aCLS), which combines directional completeness with data-dependent local selectivity. Within this framework, we show that data-independent trainable unitaries are complete but non-selective, i.e. learnable rigid reorientations, whereas pure data encodings are selective but non-tunable, i.e. fixed deformations. Hence, geometric flexibility requires a non-trivial joint dependence on data and trainable weights. We further show that accessing high-dimensional deformations of many-qubit state manifolds requires parametrised entangling directions; fixed entanglers such as CNOT alone do not provide adaptive geometric control. Numerical examples validate that aCLS-satisfying data re-uploading models outperform non-tunable schemes while requiring only a quarter of the gate operations. Thus, the resulting picture reframes QNN design from state reachability to controllable geometry of hidden quantum representations.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
35+阅读 · 2020年4月15日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
下载 | 512页教程《神经网络与深度学习》,2018最新著作
机器学习算法与Python学习
50+阅读 · 2019年1月6日
深度学习循环神经网络详解
七月在线实验室
16+阅读 · 2018年5月28日
从LeNet到SENet——卷积神经网络回顾
AI科技评论
13+阅读 · 2018年2月15日
【深度学习基础】4. Recurrent Neural Networks
微信AI
16+阅读 · 2017年7月19日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+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
1+阅读 · 2015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
7+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
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
5+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
10+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
35+阅读 · 2020年4月15日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+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
1+阅读 · 2015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
7+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
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员