Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini mengeksplorasi karakteristik fisis Parameterized Quantum Circuits (PQC) yang mencakup expressibility dan entangling capability, serta mengembangkan model prediksi berbasis graph transformer untuk mengestimasi kedua deskriptor tersebut secara efisien. Karakteristik fisis PQC dihitung melalui simulasi numerik terhadap berbagai variasi dan evolusi sirkuit. Hasil simulasi menunjukkan bahwa gerbang dua-qubit merupakan syarat mutlak terbentuknya entanglement, dan gerbang non-komutatif seperti CRx terbukti lebih efektif memperluas eksplorasi ruang Hilbert dibandingkan gerbang komutatif seperti CRz akibat sifat non-komutatif generator CRx (basis X) terhadap rotasi lokal Rz (basis Z). Dari sisi topologi, konfigurasi All-to-All menghasilkan expressibility terbaik dan entangling capability tertinggi pada layer pertama namun dengan biaya terbesar, sementara topologi Circuit-Block menawarkan keseimbangan optimal antara kinerja dan efisiensi sumber daya, dan topologi sederhana dapat mengejar topologi kompleks dengan penambahan layer. Ditemukan pula fenomena saturasi ekspresibilitas pada titik jenuh yang unik tiap sirkuit dengan laju bervariasi. Simulasi 19 template sirkuit mengonfirmasi expressibility tinggi selalu berkorelasi dengan konvergensi menuju nilai Haar, namun entangling capability tinggi tidak menjamin expressibility tinggi. Pada tahap prediksi, arsitektur transformer berbasis representasi DAG terbukti efektif sebagai model pengganti yang akurat, mampu memprediksi karakteristik sirkuit dengan akurasi tinggi pada data uji, mencapai (RMSE = 0,025, R 2 = 0,929, ? = 0,969) untuk expressibility, (RMSE = 0,054, R 2 = 0,808 , ? = 0,920 ) untuk entangling capability orde 1, dan ( RMSE = 0,0505, R 2 = 0,816, ? = 0,924) untuk entangling capability orde 2.