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贝叶斯网络的优化量子电路表示
摘要：近年来，人们对量子机器学习的兴趣日益高涨，研究人员积极开发利用量子技术的力量解决各个领域高度复杂问题的方法。然而，由于量子资源有限和固有噪声，在有噪声的中间量子设备 (NISQ) 上实现基于门的量子算法面临着显著的挑战。在本文中，我们提出了一种在量子电路上表示贝叶斯网络的创新方法，专门用于应对这些挑战。我们的目标是最大限度地减少在量子计算机上实现量子贝叶斯网络 (QBN) 所需的量子资源。通过精心设计动态电路中的量子门序列，我们可以优化有限量子资源的利用率，同时减轻噪声的影响。此外，我们提出了一项实验研究，证明了我们提出的方法的有效性和效率。通过在 NISQ 设备上进行模拟和实验，我们表明我们的动态电路表示显著降低了资源需求并增强了 QBN 实现的稳健性。这些发现凸显了我们的方法的潜力，为量子贝叶斯网络在当前可用的量子硬件上的实际应用铺平了道路。
德国量子技术行动计划
量子技术，包括量子计算和模拟、量子通信、量子传感、成像和计量，具有巨大的创新潜力，将使我们能够应对最紧迫的全球和社会挑战。量子技术影响着从医疗保健到金融再到太空的几乎所有行业，将带来繁荣、安全和主权。协调一致的努力对于防止欧洲和德国落后于包括中国和美国在内的全球竞争对手至关重要，并保持其在量子技术领域的竞争优势。2023 年 4 月，德国政府公布了“Handlungskonzept Quantentechnologien”（量子技术行动计划），作为未来 4 年到 2026 年的战略框架，总预算为 28 亿欧元，旨在使德国成为量子技术领域的世界领先者。作为回应，全球领先的量子技术商业网络 QBN 及其 80 名成员编制了一系列有关量子技术的关键建议，以及需要解决的组织、结构和一般问题，以使量子技术成为德国和欧洲的工业和政治成功案例。