Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Master's Thesis
Author of thesis: Bc. Jan Michálek
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: doc. Mgr. Petr Vašík, Ph.D.
Reviewer: Mgr. Martin Friák, Ph.D.
The training efficiency of Variational Quantum Algorithms (VQAs) is fundamentally dictated by the geometry of their cost function landscapes, which can be formally analyzed by mapping these functions to random fields on manifolds. Instead of VQAs we can then directly study the corresponding random fields, in our case the Wishart Hypertoroidal Random Fields (WHRFs). We are especially interested in the distribution of critical points (especially local minima) of WHRFs. For this purpose, the Kac-Rice formula is presented, reformulated and simulated. The findings identify phase transition in the distribution of local minima. Beyond a specific threshold, local minima concentrate near the global minimum in function value, meaning that even local minima are good approximators of the global one. The threshold is governed by the ratio between the problem Hamiltonian degrees of freedom and by the number of independent parameters in the VQA. Since the degrees of freedom parameter scale exponentially we propose symmetry reduction operations to lower degrees of freedom and subsequently also the threshold for better trainability.
Generative quantum models, Variational quantum algorithms, Random fields, Kac-Rice formula
Date of defence
08.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
A
Process of defence
Student prezentoval práci, školitel přečetl svůj posudek, byl přečten posudek oponenta. Otázka oponenta týkající se vysvětlení "toy modelu" byla zodpovězena (neodpovídá žádnému konkrétnímu fyzikálnímu systému, ale může odpovídat jiným úlohám v kvantové chemii nebo optimalizaci). doc.Vašík: složitější případy Fermi-Hubbardova modelu - v budoucnu chceme uvažovat Heisenbergův model a jiné než lineární uspořádání (ideálně krystalové mřížky)
Language of thesis
English
Faculty
Fakulta strojního inženýrství
Department
Institute of Mathematics
Study programme
Mathematical Engineering (N-MAI-P)
Composition of Committee
doc. Mgr. Petr Vašík, Ph.D. (předseda) doc. RNDr. Martin Kolář, Ph.D. (místopředseda) prof. Aleksandre Lomtatidze, DrSc. (člen) Ing. Ivan Eryganov, Ph.D. (člen) Ing. Petra Rozehnalová, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportdoc. Mgr. Petr Vašík, Ph.D.
Grade proposed by supervisor: A
Reviewer’s reportMgr. Martin Friák, Ph.D.
Grade proposed by reviewer: A
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová