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arXiv 2605.03434cs.LGquant-ph

基于变分量子电路的量子分层强化学习

Quantum Hierarchical Reinforcement Learning via Variational Quantum Circuits

Wells Fargo(富国银行)

Yu-Ting Lee, Samuel Yen-Chi Chen

AI总结:

本研究证明变分量子电路可增强基于选项-评论家架构的分层强化学习智能体,在标准环境中以更少参数超越经典基线,并揭示量子电路设计原则与架构瓶颈。

摘要:

虽然参数化量子计算在标准强化学习(RL)中已显示出成功,但这些优势是否适用于分层强化学习(HRL)仍是一个关键未解问题。本工作证明,变分量子电路(VQCs)能有效增强基于选项-评论家架构的HRL智能体。在标准环境中评估时,带有量子特征提取器的混合HRL智能体在使用更少参数的情况下优于经典基线。我们还识别出一个架构瓶颈:使用VQCs进行选项价值估计会严重降低学习性能。进一步的消融实验揭示了量子电路设计对性能的影响。我们的工作为参数高效的混合HRL智能体确立了设计原则。

英文摘要:

While parameterized quantum computations have shown success in standard reinforcement learning (RL), whether these advantages adapt to hierarchical RL (HRL) remains a critical open question. This work demonstrates that variational quantum circuits (VQCs) can effectively enhance HRL agents based on the option-critic architecture. Evaluated in standard environments, a hybrid HRL agent with a quantum feature extractor outperforms classical baselines while using fewer parameters. We also identify an architectural bottleneck: using VQCs for option-value estimation severely degrades learning. Further ablations reveal how quantum circuit design affects performance. Our work establishes design principles for parameter-efficient hybrid HRL agents.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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