Quantifying the barren plateau phenomenon for a model of unstructured variational ansätze
量化与非结构化参数化量子线路相关的目标函数景观的平坦度对于理解利用“硬件高效的anomaly”的变分算法的性能是重要的，特别是对于确保避免过度平坦的景观-所谓的“贫瘠的高原”。对于这样的ansätze模型，我们涉及到的典型的景观平坦度的随机游动的某个家庭，使我们能够得到一个有效的蒙特卡罗算法，经典的估计景观平坦度的任何架构。统计图片还允许我们证明新的分析边界上的贫瘠的高原现象，更普遍地提供了新的见解的现象的依赖的ananterior深度，架构，qudit尺寸，和汉密尔顿的组合和空间局部性。我们的分析利用最初由Dalzell等人开发的技术来研究随机电路中的反集中。
2022-03-11 quant-ph
Variational Ansatz for PT-Symmetric Quantum Mechanics
对一类由非厄米哈密顿量H= p^2 -（ix）^N描述的PT不变量子力学模型的能级进行了变分计算，其中N为正，x为复数.得到了基态和低激发态能级及波函数的良好一致性。我们使用一个能量泛函与一个三参数类的PT对称试验波函数在获得我们的结果。
1999-07-02 quant-ph
Hermitian-preserving ansatz and variational open quantum eigensolver
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale（合肥微尺度物质科学国家研究中心）；School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理学院）；Shanghai Research Center for Quantum Science（上海量子科学研究中心）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
该研究提出变分开放量子本征求解器VOQE，通过加倍希尔伯特空间表示混合态、保厄米拟设限制搜索空间及后选择测量高效算符测量，可求解开放量子系统稳态与非厄米哈密顿量能谱。
2024-05-25 quant-ph
Lower bound of the expressibility of ansatzes for Variational Quantum Algorithms
本文证明变分量子拟设的表达能力在假设空间中存在下界，给出覆盖数下界的解析表达式，并通过VQE计算H₂键长验证其对拟设选择的关键作用。
2025-01-08 quant-ph
A diagrammatic approach to variational quantum ansatz construction
变分量子本征求解器（VQE）是一类很有前途的量子算法，用于制备近场量子器件中的近似基态。最小化这种近似中的误差需要使用针对所研究系统的物理考虑来设计ansatzes。一个这样的考虑是尺寸扩展性，这意味着基态量子相关性将被紧凑地表示在图中。然而，在数字量子计算机上，尺寸广泛的ansatzes通常需要通过Trotter-Suzuki方法进行扩展。这些都会给近似值带来额外的成本和误差。在这项工作中，我们提出了一个数字VQE ansatzes，这是规模广泛，但不依赖于Trotterization的图解计划。我们首先设计了一个数字ansatzes，探索整个希尔伯特空间的自由参数的最小数量的家庭。然后，我们演示了如何可以压缩任意的数字anomalies，通过强制执行目标系统的对称性约束，或通过使用它们作为父ansatzes越来越长，但越来越准确的子ansatzes的层次结构。我们应用微扰分析，并制定了一个图解形式主义，确保生成的层次结构的大小扩展性。我们测试我们的方法在一个短的自旋链，发现良好的收敛到基态的顺磁和铁磁相的横向场伊辛模型。
2021-11-25 quant-ph
Ansatz-Agnostic Exponential Resource Saving in Variational Quantum Algorithms Using Shallow Shadows
本研究提出一种基于浅层阴影的协议，在低Frobenius范数观测量下几乎对所有浅层拟设实现指数级量子资源节省，兼容变分量子态制备与电路合成，性能较标准VQA提升多个数量级。
2023-09-09 quant-ph
Exploring variational quantum eigensolver ansatzes for the long-range XY model
Institute of High Performance Computing, A*STAR (Agency for Science, Technology and Research)（高性能计算研究所，A*STAR（科学与技术研究局））；Singapore University of Technology and Design (SUTD)（新加坡科技设计大学）
本研究针对长程XY模型的基态求解问题，测试不同纠缠结构与门组成的VQE拟设性能，发现全纠缠TQR拟设表达能力最优，受限纠缠拟设也可实现可接受的求解效果。
2022-08-02 quant-ph
A Variational Surrogate Approach to Finite-Horizon Quantum Control via Hardware-Efficient Ansatz
Aalborg University（奥尔堡大学）；University of Porto（波尔图大学）
该研究针对有限时域量子控制提出基于硬件高效量子近似的变分框架，将控制目标转化为变分优化问题，通过优化参数化量子电路实现高保真状态转移，展示了方法在多比特基准测试中的性能及相关权衡。
2026-07-15 quant-ph
A sequentially generated variational quantum circuit with polynomial complexity
提出一种适用于1D/2D/3D量子多体问题的顺序生成线路拟设，能高效生成矩阵乘积态与弦键态，在量子态重构与基态寻找中相比替代方案更高效。
2023-05-22 quant-ph
Exploring critical states of the quantum Rabi model via Hamiltonian variational ansätze
South China Normal University（华南师范大学）；Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education)（原子与亚原子结构及量子控制教育部重点实验室）；Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter（广东省物质结构与基本相互作用卓越基础研究中心）；School of Physics, South China Normal University（华南师范大学物理学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials（广东省量子工程与量子材料重点实验室）；Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter（广东-香港量子物质联合实验室）；Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University（华南师范大学前沿物理研究院）
本文通过哈密顿变分方案研究量子拉比模型的临界态，发现所需电路深度与有效系统规模线性相关，表明该方法能有效捕捉临界态行为，为复杂临界态提供了新的探测手段。
2026-03-28 quant-ph
Exploring Parameter Redundancy in the Unitary Coupled-Cluster Ansatze for Hybrid Variational Quantum Computing
针对 UCCSD 拟设参数随系统规模不利增长的问题，本文结合自旋适配、小振幅过滤和基于熵的轨道选择识别参数冗余，在小分子上显著减少 VQE 优化参数数与收敛时间。
2023-04-06 quant-ph
Excited state calculations using variational quantum eigensolver with spin-restricted ansätze and automatically-adjusted constraints
在Frank-Condon（FC）和圆锥相交（CI）等关键几何结构下的基态和激发态计算对于理解量子物理性质是必不可少的。为了在有噪声的中间尺度量子器件上计算这些几何形状，我们提出了一种策略，该策略结合了化学启发的自旋限制分析和一种新的激发态计算方法，称为自动调整约束下的变分量子本征求解器（VQE/AC）。不同于传统的激发态计算方法，称为变分量子紧缩，VQE/AC不需要预先确定的约束权重，并有可能描述光滑的势能面。为了验证这一策略，我们在完全活性空间自洽场（CASSCF）理论水平上对乙烯和酚蓝的FC和CI几何进行了激发态计算，发现即使在ibm_kawasaki装置上，能量误差也不超过2 kcal mol $^{-1}$.
2022-12-29 quant-ph
Energy Is Not Enough: Leakage-Aware Ansatz Criterion for Variational Quantum Eigensolvers
University of Delaware（特拉华大学）
针对VQE中仅凭能量无法验证态有效性的问题，提出结合投影扇区误差、泄漏和参数数的拟设评估准则，实验表明UCC型拟设消除泄漏但不保证精度，并给出噪声下的诊断框架。
2026-09-15 quant-ph
Symmetry-Preserving Variational Quantum Simulation of the Heisenberg Spin Chain on Noisy Quantum Hardware
本文提出利用保持对称性的变分电路在噪声量子硬件上模拟Heisenberg自旋链，通过对比实验验证了该方法在提高能量估计和鲁棒性方面的优势。
2025-12-28 quant-ph
Bethe ansatz on a quantum computer?
University of Miami（迈阿密大学）
本文探讨了在量子计算机上使用VQE算法研究各向异性Heisenberg自旋链的可行性，通过Bethe态作为变分态，尝试构建精确的单磁子试态并进行计算。
2021-01-24 quant-ph
Statistical analysis of barren plateaus in variational quantum algorithms
本文利用统计方法识别出三种贫瘠高原类型，发现VQE中全局平坦BP占主导，并通过遗传算法优化拟设随机门以重塑代价函数地形，从而提升算法的可扩展性和可靠性。
2025-08-12 quant-ph
Designing variational ansatz for quantum-enabled simulation of non-unitary dynamical evolution -- an excursion into Dicke supperradiance
本研究采用无限制向量化的自适应变分量子动力学算法，构建可表达拟设幺正算符与算符池，提出高效分解方案，成功模拟多种非幺正演化系统，结果与精确计算吻合，为研究化学物理复杂系统提供新途径。
2024-03-12 quant-ph
Multiclass Portfolio Optimization via Variational Quantum Eigensolver with Dicke State Ansatz
Instituto de Ciência e Tecnologia Itaú（伊塔乌科学与技术研究所）
本文提出一种基于变分量子特征求解器和Dicke态的多类投资组合优化框架，通过引入多个参数化Dicke态来显式纳入分散化约束，提升收敛速度和求解精度。
2025-11-06 quant-ph
The Effect of Noise on the Performance of Variational Algorithms for Quantum Chemistry
变分量子算法适用于噪声量子系统。最重要的用例之一是使用变分量子本征求解器（VQE）对材料进行量子模拟。为了优化VQE性能，必须选择合适的参数化量子线路（analog）。我们研究了一类包含量子硬件知识的ansatze，即硬件有效ansatze。噪声对硬件有效模拟器性能的影响是不同的，我们的目标是研究噪声对模拟器性能的影响，在实际应用中，哪种模拟器能给出更准确的结果。首先，我们研究了噪声对不同的硬件有效ansatze的影响，通过基准测试和排名的性能，每个anatze家庭（i）在化学应用程序中使用VQE和（ii）通过最近建立的度量“可表达性”。结果表明，最佳电路的排名不保持恒定的存在噪声。第二，我们评估的表达性措施在这种情况下，通过使用VQE的化学应用程序的表达性和相同的电路的性能之间的相关性研究的适用性。我们的模拟揭示了一个弱的相关性，因此表明，可表达性是不是一个足够的措施来量化量子化学的参数化量子线路的有效性。第三，我们评估了不同的量子器件噪声模型的效果上的排序的anxynomial家庭是最好的。有趣的是，我们看到，要决定哪种量子计算机是最佳的，甚至需要考虑在同一系列量子硬件中使用的特定硬件。
2021-08-27 quant-ph
EHA: Entanglement-variational Hardware-efficient Ansatz for Eigensolvers
提出纠缠变分硬件高效拟设（EHA），一种问题无关且硬件高效的方法，在NISQ设备上求解基态能量时精度高、对初始化鲁棒，能快速调整纠缠量。
2024-03-15 quant-ph
Ion native variational ansatz for quantum approximate optimization
变分量子算法涉及使用经典协处理器训练参数化量子线路。量子近似优化算法是一种重要的变分算法，它是为组合优化而设计的。在任何现代量子处理器上实现该算法都需要将问题实例嵌入到哈密顿算子中，或者通过门序列模拟相应的传播子。由于目前的电路深度和硬件限制，对于大范围的问题实例，这是不可能的。因此，我们适应变分的方法-使用离子本地哈密顿-创建ansatze家庭，可以准备更一般的问题哈密顿的基态。我们分析确定对称保护类，使某些问题的实例无法访问，除非这种对称性被打破。我们详尽地搜索超过6个量子位，并考虑多达20个电路层，证明对称性可以被打破，以解决所有的问题实例的谢林顿-柯克帕特里克哈密顿。更进一步，我们在数字上展示了多达20个量子位的训练收敛性和水平改进。具体来说，这些发现拓宽了类问题的实例，这些问题可能由基于离子的量子处理器解决。一般来说，这些结果作为一个试验台的量子近似优化方法的基础上系统本机哈密顿量和对称性保护。
2022-06-23 quant-ph
Variational ansatz-based quantum simulation of imaginary time evolution
虚时间演化是研究量子系统的有力工具。虽然可以使用经典计算机进行模拟，但时间和内存需求通常随系统大小呈指数级增长。相反，量子计算机可以有效地模拟量子系统，但不能模拟非幺正虚时间演化。提出了一种在混合量子计算机上模拟虚时间演化的变分算法。我们用这个算法来寻找多粒子系统的基态能量，特别是分子氢和氢化锂，找到基态的概率很高。我们的方法也可以应用于一般的优化问题和量子机器学习。由于我们的算法是混合的，适合于错误缓解，并可以利用浅量子线路，它可以实现与当前的量子计算机。
2019-09-16 quant-ph
Particle-conserving quantum circuit ansatz with applications in variational simulation of bosonic systems
针对玻色等非二元系统缺乏粒子数约束线路的问题，提出构造上守恒的 BEMPA，并通过 VQE 证明其在 Bose-Hubbard 模型中更快、更省资源。
2024-02-29 quant-ph
Generalization of the output of variational quantum eigensolver by parameter interpolation with low-depth ansatz
变分量子本征求解器（VQE）是近期量子计算机的一个引人注目的可能应用。最初，VQE的目的是找到一个特定的哈密顿量的基态。它是通过调节构成量子态的量子线路上的参数\(\bmθ\)来最小化量子态的哈密顿量的期望值来实现的。在这里，我们考虑VQE的扩展问题，即我们在这项工作中的目标是“概括”VQE的优化输出，就像机器学习一样。我们的目标是找到一组给定的哈密顿量\(\{H(\bm{x})\}\)的基态，其中\(\bm{x}\)是一个参数，它指定了所考虑的量子系统，如分子原子的几何形状。我们的方法是在少量的\(\bm{x}\)上对电路进行训练。具体地说，我们采用在不同的\(\bm{x}\)的确定的最佳电路参数的插值，假设电路参数\(\bmθ\)有一个简单的隐藏参数\(\bm{x}\)作为\(\bmθ(\bm{x})\)的依赖性。我们通过数值模拟表明，使用一个我们称之为哈密顿交替变换的变换器，最佳电路参数可以被内插到训练好的\(\bm{x}\)之间，得到接近最佳的基态。所提出的方法可以大大减少，在几个数量级的粗略估计，所需的时间获得不同的哈密顿量的VQE的基态。一旦被推广，该预测电路可以预测基态，而无需在\(\bm{x}\)的一定范围内优化电路参数\(\bmθ\)。
2018-10-10 quant-ph
Review of Ansatz Designing Techniques for Variational Quantum Algorithms
Minzu University of China（中央民族大学）
对于大量的任务，量子计算展示了相对于经典计算的指数加速潜力。在NISQ时代，可变分量子电路实现了量子计算的应用。为了降低量子计算机固有的噪声和量子比特大小的限制，现有的研究已经提高了变分量子算法（VQA）的精度和效率。本文探讨了门级和脉冲级VQA的各种抗扰度改进方法，并对它们进行了分类、评价和总结。
2022-12-07 cs.LG quant-ph
Avoiding barren plateaus via transferability of smooth solutions in Hamiltonian Variational Ansatz
一个正在进行的大规模研究工作集中在变分量子算法（VQA）上，代表了在当前量子设备上实现计算加速的领先候选者。VQA对大量量子比特的可扩展性，超出了经典计算机的模拟能力，仍然存在争议。两个主要障碍是低质量变分局部极小值的扩散，以及成本函数景观中梯度的指数消失，这种现象被称为贫瘠的高原。在这里，我们表明，通过采用迭代搜索计划，可以有效地准备基态的聚合量子多体模型，也绕过贫瘠的高原现象。这是通过利用可转移到更大的系统尺寸的迭代解决方案，显示变参数的内在平滑性，结果不扩展到其他解决方案，通过随机启动局部优化。我们的方案可以直接在近期的量子设备上进行测试，在具有非零梯度的有利局部景观中运行细化优化。
2023-01-02 quant-ph
Parent Hamiltonian as a benchmark problem for variational quantum eigensolvers
变分量子本征求解器（VQE）作为有噪中等规模量子器件的一种有前途的应用而引起关注，它通过变分优化称为拟置的量子线路的参数来找到给定汉密尔顿量的基态。由于优化的难度取决于问题的哈密顿量的复杂性和模型的结构，因此很难系统地分析VQE优化器的性能。为了解决这个问题，我们提出了一种技术来构建一个基准问题，其基态是保证可实现的与给定的Anantonymous使用的思想，父哈密顿的低深度参数化量子线路。我们比较了几个优化的收敛性，通过改变初始参数的距离，从解决方案，并发现收敛的能量表现出阈值般的行为依赖于距离。本文的工作为VQE优化器的分析提供了一种系统的方法，并有助于优化器及其初始参数的设计。
2022-05-11 quant-ph
Quantum Information Driven Ansatz (QIDA): shallow-depth empirical quantum circuits from Quantum Chemistry
本文提出 QIDA，利用 MP2 自然轨道与量子互信息矩阵构建反映分子相关性的浅深度 VQE 拟设，并在多个分子上验证其优于标准梯形纠缠器拟设。
2023-09-26 quant-ph
Grover Search Inspired Alternating Operator Ansatz of Quantum Approximate Optimization Algorithm for Search Problems
该研究利用绝热量子搜索与绝热量子计算的框架映射，通过对绝热量子搜索的含调度哈密顿量做Trotter化得到QAOA的变分参数，无需迭代机器学习即可将Grover搜索的最优性能迁移至QAOA框架。
2023-04-28 quant-ph
Variational matrix product ansatz for dispersion relations
给出了平移不变量子自旋链动量本征态的变分分析。矩阵产品状态的anterior直接在热力学极限，并允许一个有效的实施（立方标度键的尺寸）的变分原理。与以前的方法不同，该方法包括对称性破缺系统的拓扑非平凡状态（扭结，域壁）。该方法是基准使用自旋1/2 XXZ反铁磁体和自旋1海森堡反铁磁体，我们得到令人惊讶的准确结果。
2012-03-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Guided sampling ansätzes for variational quantum computing
本文提出引导采样拟设（GSAs），利用系统相互作用和测量样本构建多项式规模拟设，并在 IonQ Aria 上以每结构仅 200 次线路执行实现水合氢阳离子总能量误差低于 1.59×10⁻³ Ha，超过化学精度。
2025-08-19 quant-ph
Mitigating Noise-Induced Barren Plateaus Using a Non-Unitary Ansatz: Application to Molecular Electronic Transport
The University of Texas at Dallas（达拉斯大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文提出在变分拟设中引入非酉元素以缓解噪声诱导的贫瘠高原问题，并通过无限范围耗散伊辛模型和基于第一性原理的分子电子输运模拟验证了其有效性。
2026-05-28 quant-ph
A Comparative Study On Solving Optimization Problems With Exponentially Fewer Qubits
变分量子优化算法，例如变分量子本征求解器（VQE）或量子近似优化算法（QAOA），是研究最多的量子算法之一。在我们的工作中，我们评估和改进了基于VQE的算法，与QAOA相比，该算法使用的量子位数呈指数级减少。我们强调的数值不稳定性编码的问题到变分的ananesthetic和提出了一个经典的优化过程中找到的anesthetic的基态在较少的迭代具有更好的或类似的目标。此外，我们比较了经典的优化算法，这种变分二次无约束二元优化和图划分问题的anterior。
2022-10-21 quant-ph
Variational neural network ansatz for steady states in open quantum systems
我们提出了一种通过神经网络方法确定开放量子晶格系统稳态的一般变分方法。在具有辅助自由度的扩展Hilbert空间中，通过一个纯神经网络模型构造了格子系统的稳态密度矩阵。与主方程相关联的成本函数的变分最小化可以使用马尔可夫链蒙特卡罗采样来执行。作为首次应用和原理证明，我们将该方法应用于耗散量子横向伊辛模型。
2019-05-28 cond-mat.dis-nn quant-ph
Pure and mixed Dicke state ansatz for equality and inequality constraints in variational quantum eigensolver
提出首个保可行性的混合Dicke态拟设，通过密度矩阵形式将汉明重量约束直接编码到量子电路中，消除惩罚项，在组合投资组合优化中优于随机搜索。
2026-06-07 quant-ph
Four fermions in a one-dimensional harmonic trap: Accuracy of a variational-ansatz approach
详细分析了四个相互作用的超冷费米子被限制在一个一维谐波陷阱中的系统。分析是在多体基态的一个简单的变分分析框架内进行的，其预测结果与多体哈密顿量的数值精确对角化的结果相吻合。还简要讨论了量子统计的作用，即玻色-玻色和玻色-费米混合物。它的结论是，变分的anadian，虽然似乎是过于简化，给出了令人惊讶的良好的预测，许多不同的数量的混合物的平等以及不同的质量系统。该结果可能具有一定的实验意义，因为它给出了相当简单和有效的方法来描述实验输出。
2017-06-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Adaptive variational preparation of the Fermi-Hubbard eigenstates
在量子化学和凝聚态物理中对强相互作用电子系统的基态进行近似，有望成为量子计算机最早的应用之一。在本文中，我们准备高精度的费米-哈伯德模型的基态的小网格多达6个站点（12量子比特），使用可解释的，自适应的变分量子本征求解器（VQE）称为ADAPT-VQE。与非自适应VQE相比，该算法通过在每一步中添加由单体或两体费米子算子构建的最佳门来构建系统特定的模型。我们表明，这种自适应方法优于非自适应对应较少的变参数，短门深度，并缩放与系统的大小。预备态的保真度和能量随着退火深度的增加而逐渐提高。我们还演示了自适应变分方法的应用，通过准备激发态和格林函数，使用建议的ADAPT-SSVQE算法。较低的深度，渐近收敛，噪声容限的变分方法，和一个高度可控的，系统特定的ananastomosis使自适应变分方法特别适合NISQ设备。
2022-11-02 quant-ph
Projector Quantum Variational Ansatz
Université Paris-Saclay CEA, List（巴黎萨克雷大学法国原子能和替代能源委员会列表研究所）
提出一种结构更接近容错量子计算算法的变分量子本征求解器拟设，通过投影算符构造，在更浅的电路深度下实现收敛。
2026-09-30 quant-ph
Hardware-efficient variational quantum algorithm in trapped-ion quantum computer
本文提出面向囚禁离子量子模拟器的硬件高效变分拟设HEA-TI，利用全局自旋相互作用减少双比特门依赖，在簇态制备和分子基态求解中展现出与UCCSD相当的性能且更易实验实现。
2024-07-03 quant-ph
Efficient measure for the expressivity of variational quantum algorithms
变分量子算法（VQA），如量子神经网络（QNN）和变分量子本征解（VQE）的优越性在很大程度上取决于所采用的ansatze的表达。也就是说，一个简单的ansatze是不足以捕捉最佳的解决方案，而一个复杂的ansatze导致的可训练性的硬度。尽管其根本的重要性，一个有效的策略来衡量的表现力的VQA仍然在很大程度上未知。在这里，我们利用统计学习理论中的一个先进工具，即，覆盖数，研究VQA的表达能力。特别是，我们首先展示了如何的表现力的VQA与任意ansatze是上限的量子门的数量和可观察到的测量。接下来，我们将探讨VQA在近期量子芯片上的表现力，其中考虑了系统噪声。我们观察到一个指数衰减的表现力随着电路深度的增加。我们还利用所获得的表现力来分析QNN的泛化能力和VQE的准确性。我们数值验证我们的理论，采用不同层次的表现力的VQA。我们的工作开辟了途径定量理解的表现力的VQA。
2022-02-27 quant-ph
Imaginary Hamiltonian variational ansatz for combinatorial optimization problems
Peking University（北京大学）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）；Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences Program (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所跨学科理论与数学科学项目（iTHEMS））；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Computation-Based Science and Technology Research Center, The Cyprus Institute（塞浦路斯研究所计算科学与技术研究中心）；Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学物理研究所）
本文提出虚哈密顿变分构型用于求解MaxCut问题，通过树状排列的参数量子门实现精确解，优于QAOA并能处理更大规模图。
2025-01-08 quant-ph
Deterministic Ansätze for the Measurement-based Variational Quantum Eigensolver
本研究针对基于测量的变分量子本征求解器的确定性问题，提出符合要求的MBVQE拟设，验证了后选择方案的优势，并提出重六角硬件上高效制备簇态的方法，在多比特量子计算机上实现并验证了性能。
2023-12-20 quant-ph
Qubit-excitation-based adaptive variational quantum eigensolver
变分量子本征求解器（VQE）的分子模拟是新兴的噪声中等规模量子计算机的一个有前途的应用。构造易于优化和由浅量子线路实现的精确分子ansätze对于成功实现此类模拟至关重要。通常，Ansätze被构造为一系列费米激发演化。相反，我们证明了有用的构造ansätze与“量子比特激发演化”，这与费米激发演化，服从“量子比特交换关系”。我们表明，量子比特激发演化，尽管缺乏一些物理特征的费米子激发演化，准确地构建ansätze，同时需要渐近较少的门。利用量子比特激发演化，我们介绍了基于量子比特激发的自适应（QEB-ADAPT）-VQE协议。QEB-ADAPT-VQE是ADAPT-VQE的一种改进，它使用问题定制的模拟器进行分子模拟，通过附加量子位激发算子的演化迭代生长。通过对小分子进行经典的数值模拟，我们对QEB-ADAPT-VQE进行了基准测试，并将其与原始的费米-ADAPT-VQE和量子位-ADAPT-VQE进行了比较。在电路效率和收敛速度方面，我们证明了QEB-ADAPT-VQE优于量子位-ADAPT-VQE，据我们所知，这是以前用于分子模拟的最具电路效率的可扩展VQE协议。
2021-10-14 quant-ph
Adaptive pruning-based optimization of parameterized quantum circuits
变分混合量子-经典算法是最大化利用有噪声的中间尺度量子器件的有力工具。虽然过去的研究已经开发出强大的和富有表现力的ansatze，他们的短期应用受到限制的困难，优化在广阔的参数空间。在这项工作中，我们提出了一个启发式优化策略，这样的ansatze用于变分量子算法，我们称之为“参数有效的电路训练”（PECT）。PECT不是一次优化所有的参数，而是启动一系列变分算法，其中算法的每次迭代激活并优化总参数集的子集。为了在迭代之间更新参数子集，我们采用了Mostafa等人（arXiv：1902.05967）的动态稀疏重新参数化方案。我们证明了PECT的变分量子本征求解器，在其中，我们基准酉耦合团ansatze包括UCCSD和k-UpCCGSD，以及低深度电路分析（LDCA），估计分子系统的基态能量。此外，我们还使用分层的PECT的变体来优化Sycamore处理器的硬件高效电路，以估计一维费米-哈伯德模型的基态能量密度。从我们的数值数据中，我们发现，PECT可以使某些ansatze的优化，以前难以收敛，更一般地可以提高变分算法的性能，通过减少优化运行时间和/或深度的电路编码的解决方案的候选人（S）。
2020-10-01 quant-ph
Assessment of the variational quantum eigensolver: application to the Heisenberg model
利用量子-经典混合变分法计算了反铁磁海森堡模型的基态能量，并对大规模模拟结果进行了分析。使用大规模并行通用量子计算机模拟器，我们观察到，低深度电路ananimator有利地利用了有效可扩展的Néel初始状态，避免了潜在的贫瘠高原，并适用于一维和二维晶格。分析反映了模拟所需的决定性因素，通过比较不同的ansätze，初始参数，基于梯度与无梯度的优化。外推到热力学极限精确地产生由Bethe近似给出的基态能量的分析值。我们预测，一个功能齐全的100量子位的量子计算机可以计算基态能量，误差相对较小。
2022-06-17 quant-ph
Counterdiabatic driving in the quantum annealing of the $p$-spin model: a variational approach
原则上，找到精确的反绝热势是特别困难的。本文根据近年来反绝热算符变分方法的研究进展，将这种方法应用于$p$ -自旋模型的量子退火。特别是，对于$ p = 3 $，我们发现了一种新形式的反绝热潜力起源于一个循环的antennas，使我们能够有最佳的保真度，即使是非常短的动态，独立的系统的大小。我们比较了我们的结果与最近提出的一个嵌套的交换子模型。克莱斯，M.潘迪，D。Sels和A. Polkovnikov，Phys. Rev. Lett. 123，090602（2019），用于$ p = 1 $和$ p = 3 $。我们还分析了广义$ p $ -自旋模型，以进一步了解我们的答案。
2019-12-20 quant-ph
Qudit-ADAPT-VQE: an adaptive variational algorithm with counterdiabatic-inspired improvements for qudits
Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）
本研究提出量子位版ADAPT-VQE算法，引入受逆绝热驱动启发的算子池，在求解最大3割问题时精度更高、原生门成本更低，且能应对优化空间局部陷阱，为量子位变分量子算法提供可扩展框架。
2026-08-18 quant-ph
Hierarchical Multigrid Ansatz for Variational Quantum Algorithms
本研究提出一种受经典多重网格启发的分层拟设，通过逐层优化小规模电路并复用参数，在VQE及组合优化问题上超越硬件高效拟设，为QAOA提供替代方案。
2024-07-16 cs.ET quant-ph
Expressibility of linear combination of ansatz circuits
针对增加 ansatz 电路深度会引入噪声的问题，本文提出用多个 ansatz 的线性组合提升可表达性，并设计免 Hadamard 测试的测量与梯度计算方法，数值模拟验证了其有效性。
2024-06-16 quant-ph
A Study of Entanglement and Ansatz Expressivity for the Transverse-Field Ising Model using Variational Quantum Eigensolver
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本文利用VQE算法研究横向场异斯模型中的纠缠与ansatz表达性，通过不同ansatz评估其在多体系统中的性能。
2026-02-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hamiltonian-based graph-state ansatz for variational quantum algorithms
提出一种结合图对角化与单比特旋转门的哈密顿图态拟设，用于变分量子算法，显著降低门复杂度，适用于分子基态能量计算。
2025-01-23 physics.chem-ph quant-ph
Variational waveguide QED simulators
本文提出利用波导QED模拟器的可调范围发射器相互作用构造变分拟设，以更少门和参数精确求解XXZ与Ising量子临界自旋模型基态，并展示了其在噪声下的优势。
2023-02-03 quant-ph
A hardware-efficient variational ansatz with an exact diagonal metric for real- and imaginary-time evolution and Haar sampling
University College London (UCL)（伦敦大学学院）；London Centre for Nanotechnology（伦敦纳米技术研究中心）
研究提出一种硬件高效的 n 量子比特变分 ansatz，通过二叉树参数化状态，其富比尼-舒尔回拉度量为对角。该方法在量子自然梯度等方面有优势，在电子结构计算中少用双量子比特门达高精度，还能实现自旋适应等，有量子优势潜力。
2026-11-06 quant-ph
Optimal quantum annealing: A variational shortcut to adiabaticity approach
抑制瞬时基态的不需要的跃迁是幺正绝热量子计算中的一个主要挑战。最近的一种方法是建立近似使用变分策略的反绝热势。在这方面的贡献，我们将这种变分的方法Lindbladian动力学，作为一个目标的抑制非绝热量子退火对约旦块之间的过渡。我们发现，令人惊讶的是，单一的反绝热ansätze是成功的耗散动力学，以及，允许更容易的实验实施相比，Lindbladian ansätze涉及耗散。我们的方法不仅保证了开放系统绝热性的改善，而且提高了量子退火的成功概率。
2022-02-10 quant-ph
