Variational-Iterative Solution of Ground State for Central Potential
将基于格林函数的迭代方法与变分法相结合，求解了中心势的基态量子波函数。以Hulthen解为试函数，讨论了汤川势的基态解。
2002-02-27 quant-ph
Reducing circuit depth in adaptive variational quantum algorithms via effective Hamiltonian theories
电子结构模拟是量子计算机的一个预期应用。由于强关联系统中存在高维的量子纠缠，进行这种模拟所需的量子资源远远超出了当前量子器件的能力。为了降低量子线路的复杂性，有人建议将电子关联的一部分合并到有效哈密顿量中，有效哈密顿量通常从电子哈密顿量的相似变换获得。在这项工作中，我们引入了一个新的变换的形式的产品的线性组合的激发运营商构建有效的哈密顿量与有限项。为了证明它的准确性，我们还考虑了一个等效的自适应变分算法与此变换，并表明它可以获得一个准确的基态波函数。该变换定义的有效哈密顿量被引入到自适应变分量子算法中，以保持恒定尺寸的量子线路。新的计算方案进行了评估，通过对小分子进行数值模拟。化学精度是实现了一个更浅的电路深度。
2022-01-23 quant-ph
Latency-aware adaptive shot allocation for run-time efficient variational quantum algorithms
有效的经典优化器在变分量子算法（VQA）的实际实现中至关重要。特别地，为了使随机梯度下降（SGD）资源高效，已经提出了自适应策略来确定用于估计梯度的测量发射的数量。然而，现有的策略忽略了每次迭代中发生的开销。在挂钟运行时间方面，当使用大量迭代时，显著的电路交换和通信延迟会减慢优化过程。在使用云服务的经济成本方面，每个任务的价格可能会变得很重要。为了解决这些问题，我们提出了一个自适应的策略，平衡在每次迭代中的镜头的数量，以最大限度地提高预期的增益每单位时间或成本，明确考虑到开销。我们的方法不仅适用于简单的SGD，也适用于它的变体，包括Adam。数值模拟表明，我们的自适应镜头策略实际上是有效的亚当，优于许多现有的国家的最先进的自适应镜头优化。然而，对于简单的SGD来说，情况并非如此。当关注镜头数量作为资源时，我们的零开销自适应镜头Adam也优于现有的优化器。
2023-02-09 quant-ph
Adaptive variational quantum computing approaches for Green's functions and nonlinear susceptibilities
本文提出基于自适应变分量子算法的实时演化方法，用于计算哈密顿系统的格林函数与非线性磁化率，经多类模型基准测试验证了该方法在近期量子处理器上的可行性。
2024-09-04 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Comparative study of adaptive variational quantum eigensolvers for multi-orbital impurity models
混合量子经典嵌入方法的相关材料模拟提供了一个潜在的量子优势的路径。然而，由$d$和$f$电子材料的多带性质产生的所需量子资源仍然在很大程度上未被探索。在这里，我们比较了不同的变分量子本征求解器的性能在相互作用的多轨道嵌入杂质模型的基态准备，这是量子嵌入理论中计算要求最高的步骤。专注于自适应算法和模型与8自旋轨道，我们表明，状态准备的结晶度优于$99.9\%$可以实现约$2^{14}$拍摄每个测量电路。当包括门噪声时，我们观察到，如果两个量子比特的门误差低于$10^{-3}$，这比当前的硬件水平略小，则仍然可以执行参数优化。最后，我们在IBM和Quantinuum硬件上用收敛的自适应模拟器测量了基态能量，得到了$0.7\%$的相对误差。
2022-10-27 quant-ph
Adaptive variational algorithms for quantum Gibbs state preparation
吉布斯热态的制备是量子计算中的一项重要任务，在量子模拟、量子优化和量子机器学习中有着广泛的应用。然而，许多用于准备吉布斯态的算法依赖于量子子程序，这在近期的硬件上难以实现。在这里，我们通过（i）引入一个目标函数来解决这个问题，与自由能不同，它很容易测量，以及（ii）使用动态生成的，问题定制的ansätze。这允许使用低深度电路进行任意精确的吉布斯状态准备。为了验证我们的方法的有效性，我们用数值方法证明了我们的算法可以在很宽的温度范围内和各种哈密顿量下制备高保真度的吉布斯态。
2022-03-23 quant-ph
Shot and Architecture Adaptive Subspace Variational Quantum Eigensolver for Microwave Simulation
Southeast University（东南大学）；State Key Lab of Millimeter Waves, Southeast University（东南大学毫米波国家重点实验室）；Nanjing Tech University（南京工业大学）；National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学移动通信国家重点实验室）；Frontiers Science Center for Mobile Information Communication and Security（移动信息通信与安全前沿科学中心）；Quantum Information Center of Southeast University（东南大学量子信息中心）
本文提出一种自适应子空间变分量子本征值求解器，通过强化学习优化电路设计和自适应射频分配，提升NISQ设备上微波波导本征模模拟的效率和精度。
2025-12-11 quant-ph
Adaptive measurement strategy for noisy quantum amplitude estimation with variational quantum circuits
本文针对强度未知的退极化噪声下的量子振幅估计，提出利用变分量子电路近似最优测量基并结合两步自适应策略，数值验证该方法能近乎达到量子克拉美-罗界。
2025-07-09 quant-ph
Adaptive variational simulation for open quantum systems
针对现实世界开放量子系统的模拟需求，提出一种自适应变分量子算法，通过动态添加算子构建资源高效的试探态以模拟 Lindblad 方程动力学，在模拟器和 IBM 量子处理器上验证了其多项式资源扩展性及有效性。
2024-02-06 quant-ph
Quantum Computed Green's Functions using a Cumulant Expansion of the Lanczos Method
本研究提出基于Lanczos方法累积展开的量子计算多体格林函数方法，用一组测量电路测哈密顿量矩以避免VQE重复测量的高开销，在囚禁离子量子计算机上验证了其在Hubbard模型等体系中的有效性。
2024-06-18 cond-mat.str-el quant-ph
Circuit Design Informed Adaptive Variational Quantum Algorithms
Centre for Quantum Technologies（量子技术中心）；Institute for Quantum Computing and Quantum Technologies, NCSR Demokritos（德谟克利特国家科学研究中心量子计算与量子技术研究所）；School of Electronics and Computer Science, University of Southampton（南安普顿大学电子与计算机科学学院）；AngelQ Quantum Computing（AngelQ量子计算）
研究在噪声中等规模量子时代开发高效资源变分量子算法，核心方法是结合电路设计考量，如哈达玛测试电路架构等，贡献是证明可减少测量开销，资源需求降低25%到50%-55%。
2026-07-07 quant-ph
Quantum Adaptive Excitation Network with Variational Quantum Circuits for Channel Attention
本文提出混合量子-经典框架QAE-Net，用变分量子线路替代CNN中通道注意力的经典激励块以捕获高阶通道依赖，在多个图像分类基准上提升性能并验证了更深量子模型的表达优势，适用于NISQ时代的深度学习。
2025-07-15 quant-ph
Adaptive Quantum Matter: Variational Organization through Ising Agents
本文提出自适应量子伊辛智能体（AQIA）框架，通过基于哈密顿量的反馈机制将可编程量子物质扩展至自适应领域，揭示了信息相似性独立于几何嵌入即可诱导相干组织，为量子物质中的自组织与学习提供了极简模型。
2025-11-04 quant-ph
Fermionic Adaptive Sampling Theory for Variational Quantum Eigensolvers
针对ADAPT-VQE算子重要性估计测量开销大的问题，提出仅依赖Slater行列式布居数的FAST-VQE及两种重要性度量，模拟表明其收敛更快且采样需求显著降低。
2023-03-13 quant-ph
Adaptive variational low-rank dynamics for open quantum systems
针对低熵开放量子系统模拟问题，提出一种模型无关的自适应变分低秩方法，通过动态调整低秩基维度优化状态表示，在计算效率与内存需求上优于现有方案，且已提供Julia包实现。
2023-12-21 quant-ph
GreenPeas: Unlocking adaptive quantum error correction with just-in-time decoding hypergraphs
Imperial College London（帝国理工学院）
GreenPeas通过即时编译解码超图，提升了自适应量子电路的纠错效率，支持表面码和双变量自行车码等容错架构，实现了超过10倍的速度提升。
2026-08-07 cs.DC quant-ph
Adaptive projected variational quantum dynamics
提出 Adaptive pVQD 算法，通过在时间演化中系统增长电路、无需辅助量子比特并支持并行门搜索，实现更精确的变分量子动力学模拟与硬件测量。
2023-07-06 cond-mat.other physics.comp-ph quant-ph
TEPID-ADAPT: Adaptive variational method for simultaneous preparation of low-temperature Gibbs and low-lying eigenstates
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
TEPID-ADAPT方法通过自适应变分法和辅助量子比特净化，实现低温吉布斯态和低能本征态的同时制备。
2025-12-27 quant-ph
Quantum Gambling: Best-Arm Strategies for Generator Selection in Adaptive Variational Algorithms
将自适应变分算法的生成器选择表述为最优臂识别问题，采用Successive Elimination算法自适应分配测量，在保持基态能量精度的同时大幅减少测量次数，提升了近期量子模拟的实用性。
2025-09-18 physics.chem-ph quant-ph
Calculating the Green's function of two-site Fermionic Hubbard model in a photonic system
格林函数一直是研究多体系统不可或缺的工具，几十年来，多体系统仍然是现代量子物理学中最大的挑战之一。格林函数的复杂计算阻碍了多体系统的研究。有噪声的中尺度量子器件的出现和量子-经典混合算法的出现，启发了计算格林函数的新方法。本文设计了一个可编程的光子量子线路，利用光子的偏振和路径自由度构造了一个高精度的光子变分量子态，并首次报道了计算光子系统中强关联材料的原型模型--双格位费米子哈伯德模型的格林函数的实验实现。我们利用变分量子本征求解器计算了模型的基态和激发态，并计算了本征态之间的跃迁振幅。实验结果给出了格林函数的谱函数，与精确结果符合得很好。这为光子系统在量子模拟中的应用提供了进一步的可能性，也为光子系统在解决多体系统、生物科学等复杂问题中的应用提供了可能。
2021-04-26 cond-mat.str-el quant-ph
Efficient Berry Phase Calculation via Adaptive Variational Quantum Computing Approach
Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；Iowa State University（爱荷华州立大学）
本文提出了一种自适应变分量子算法，用于高效计算 Berry 阶段，通过测试极化费米 Hubbard 链展示了其在非相互作用和相互作用系统中的高精度模拟能力。
2025-11-13 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Adaptive Variational Quantum Dynamics Simulations
基于McLachlan的变分原理，我们提出了一种通用的自适应方法来构造变分波函数，用于高精度量子动力学模拟.其关键思想是沿着时间演化路径动态地扩展变分预测，使得作为模拟精度的度量的"麦克拉克伦距离“保持在设定阈值以下。我们将这种自适应变分量子动力学模拟（AVQDS）方法应用于可积的Lieb-Schultz-Mattis自旋链和不可积的混合场伊辛模型，在那里它以高保真度捕获有限速率和突然的淬火后动力学。AVQDS的量子线路，准备的时间演化的状态是浅得多，比从一阶Trotterization获得的，并包含高达两个数量级少的CNOT门操作。我们设想，通过AVQDS框架，在近期的量子计算设备上对量子多体系统进行广泛的动力学模拟将成为可能。
2021-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph quant-ph
Quantum simulations of Green's functions for small superfluid systems
Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织，IJCLab）；IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（IRFU，CEA，巴黎萨克雷大学）
本文提出一种端到端的混合量子-经典计算策略，用于计算多体系统中的格林函数，应用于配对模型。通过变分技术和量子子空间展开方法，比较不同波函数猜想的准确性，展示了在参数范围内格林函数的精确性。
2026-04-30 nucl-th quant-ph
Adaptive variational quantum eigensolvers for highly excited states
量子多体系统的高激发态是量子动力学和热化研究的中心对象，由于其体积律纠缠内容，挑战了经典计算方法。在这项工作中，我们探讨了潜在的变分量子算法来近似这样的状态。我们提出了一种自适应变分算法，自适应VQE-X，自生成的变分不等式的任意本征态的多体哈密顿量$H$，试图最大限度地减少能量方差相对于$H$。我们基准的方法，将其应用到一个伊辛自旋链与可积和不可积制度，在那里我们计算各种感兴趣的数量，包括总能量，磁化强度密度，和纠缠熵。我们还比较了自适应VQE-X的折叠谱方法的自适应变体的性能。对于这两种方法，我们发现一个很强的依赖性的算法的性能上的选择用于自适应建设的anastrophic的运营商池。特别是，一个运营商池，包括远程两体门加速这两种算法在不可积制度的收敛。我们还研究了变分参数的数量与系统大小的标度，发现指数大量的参数可能是必要的，以近似个人的高度激发态。然而，我们认为，这些方法奠定了基础，使用量子算法来研究有限的能量密度多体系统的属性。
2022-02-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Classical Benchmarks of a Symmetry-Adapted Variational Quantum Eigensolver for Real-Time Green's Functions in Dynamical Mean-Field Theory
Louisiana State University（路易斯安那州立大学）
本文提出了一种基于VQE的量子特征求解器，用于求解DMFT中的安德森杂质模型，并展示了其在不同相互作用强度下对单粒子Green's函数的准确提取能力。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Adaptive quantum dynamics with the time-dependent variational Monte Carlo method
Università degli Studi di Milano（米兰大学）
本文提出了一种自适应时间依赖变分蒙特卡洛方法，用于提高量子动力学模拟的数值稳定性，减少正则化需求，适用于高表达性变分假设的过参数化区域。
2025-12-15 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Variational Adaptive Gaussian Decomposition: Scalable Quadrature-Free Time-Sliced Thawed Gaussian Dynamics
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
提出变分自适应高斯分解（VAGD）方法，将波包分解转化为优化问题，用自编码器-解码器神经网络自适应优化高斯参数，实现紧凑的高斯展开，为时间切片半经典量子动力学提供可扩展路径。
2026-06-23 physics.chem-ph quant-ph
Advantage for Discrete Variational Quantum Algorithms in Circuit Recompilation
该研究针对量子电路重编译任务，证明自适应访问量子硬件的离散变分量子算法相比仅依赖初始数据集的非自适应方法存在指数级优势，验证了自适应量子访问的根本性价值。
2025-10-01 cs.NE quant-ph
Greedy Gradient-free Adaptive Variational Quantum Algorithms on a Noisy Intermediate Scale Quantum Computer
提出贪心无梯度自适应变分量子本征求解器（GGA-VQE），通过解析无梯度优化降低噪声影响，并在25量子比特QPU上实现25体Ising模型基态的良好近似。
2025-01-23 physics.chem-ph quant-ph
Adaptive shot allocation for fast convergence in variational quantum algorithms
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
变分量子算法（VQA）是近期量子计算机上的化学和材料科学等实际应用的一种有前途的方法，因为它们通常减少量子资源需求。然而，为了实现VQA，需要一个有效的经典优化策略。在这里，我们提出了一种新的随机梯度下降方法，在每个步骤中使用自适应的镜头数，称为全局耦合自适应镜头数（gCANS）方法，它改进了现有技术的迭代次数以及所需的镜头数。这些改进减少了在当前云平台上运行VQA所需的时间和金钱。我们分析证明，在凸设置gCANS实现几何收敛到最佳。此外，我们数值研究的性能gCANS对一些化学配置问题。我们还考虑寻找具有不同自旋数的伊辛模型的基态，以检验该方法的标度性。我们发现，对于这些问题，gCANS相比，我们考虑的所有其他优化。
2021-08-23 cs.LG quant-ph
Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers
通过设计，变分量子本征求解器（VQE）通过准备由变分原理引导的量子态来努力恢复给定哈密顿量的最低能量本征值。在实践中，所制备的量子态通过相关能量的值来间接评估。新的自适应衍生物组装伪特罗特（ADAPT）分析方法和最近的正式进展，现在建立了一个明确的联系之间的量子化学理论和量子态分析用于解决电子结构问题。在这里，我们基准VQE和ADAPT-VQE的准确性计算的电子基态和势能曲线的一些选定的双原子分子，即H $_2$，NaH和KH。通过数值模拟，我们发现这两种方法都提供了很好的估计的能量和基态，但只有ADAPT-VQE被证明是鲁棒的特殊性，在优化方法。另一个相关的发现是，基于梯度的优化总体上更经济，并提供优于无梯度优化器进行的类似模拟的性能。结果还确定了准备状态保真度的小误差，这表明随着分子大小的增加趋势。
2020-11-02 physics.chem-ph quant-ph
Quantum annealing of an Ising spin-glass by Green's function Monte Carlo
提出了一种基于格点格林函数蒙特卡罗（GFMC）的量子退火（QA）方法，并着重讨论了它在横场伊辛自旋玻璃中的应用。特别是，我们研究是否这样的方法是更有效的比路径积分蒙特卡罗（PIMC）基于QA，以及经典的模拟退火（CA），以前测试相同的优化问题。我们确定了重要性抽样的问题，即，作为算法的关键点，具有合理好的（变分）试探波函数的必要性。我们已经考虑了两种可能的试验波函数，一种是平均场单点波函数--其优化是一项非常困难的任务--以及一种类似玻尔兹曼的选择。我们使用这种类似玻尔兹曼的试验波函数进行了GFMC-QA运行，发现剩余能量的结果与CA的结果定性相似（但计算成本要大得多），并且肯定比PIMC-QA差。我们的结论是，目前，没有认真的努力，在构建可靠的重要性采样变分波函数的量子玻璃，GFMC-QA是不是一个真正的竞争对手的PIMC-QA。
2006-08-18 cond-mat.dis-nn quant-ph
An adaptive variational algorithm for exact molecular simulations on a quantum computer
化学体系的量子模拟是量子计算机近期最有前途的应用之一。变分量子本征求解器是一种在量子硬件上进行分子模拟的领先算法，它具有严重的局限性，因为它通常依赖于预先选择的波函数计算器，从而得到近似的波函数和能量。在这里，我们提出了一个任意精确的变分算法，而不是固定一个anonymous的前期，该算法的增长，它系统地一个操作员在一个时间的方式所规定的分子被模拟。这会产生一个具有少量参数的模拟器，从而导致浅深度电路。我们提出了数值模拟，包括一个原型的强相关分子，这表明我们的算法比一个单一的耦合簇的方法，在电路深度和化学精度方面表现得更好。我们的研究结果突出了我们的自适应算法的潜力，与当今和近期的量子硬件精确模拟。
2019-07-13 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Adaptive Variational Quantum Imaginary Time Evolution Approach for Ground State Preparation
介绍了一种自适应变分量子虚时演化方法，该方法可以在近场量子计算机上得到相互作用哈密顿量的基态的有效表示。它是基于McLachlan的变分原理适用于虚时间演化的变分波函数。变分参数根据运动方程确定性地演变，该运动方程最小化与精确的虚时间演变的差异，该虚时间演变由McLachlan距离量化。AVQITE方法不是使用固定的变分距离，其中McLachlan距离受到距离质量的约束，而是沿着动态路径迭代地扩展距离，以保持McLachlan距离低于选定的阈值。这确保了状态能够遵循系统希尔伯特空间中的量子虚时间演化路径，而不是在由预定义的固定参数设置的受限变分流形中。AVQITE用于制备H $_4$、H $_2$ O和BeH $_2$分子的基态，在那里它产生化学精确度内的紧凑变分ansätze和基态能量。通过一组量子自旋模型的AVQITE计算，证明了电路深度随系统尺寸的多项式缩放。最后，量子Lanczos计算也可以自然地与AVQITE一起执行，而无需额外的量子资源成本。
2021-08-23 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Adaptive variational quantum dynamics simulations with compressed circuits and fewer measurements
该研究改进自适应变分量子动力学模拟方法，引入TETRIS技术压缩电路并减少测量，通过特征值截断增强噪声鲁棒性，实现更少量子资源下的高精度实时演化。
2025-03-20 cond-mat.str-el quant-ph
Solving Nuclear Structure Problems with the Adaptive Variational Quantum Algorithm
本文利用Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型和价空间核壳层模型研究了核结构理论中的变分量子本征求解器的可能性能。LMG模型表现出相变和自发对称性破缺在平均场水平的一个阶段，在中等质量和重核的集体动力学的特征。我们表明，通过适当的修改，ADAPT-VQE算法，一个特别灵活和准确的变分方法，不受这些并发症的困扰。我们处理多达12个粒子，并表明接近基态能量所需的量子操作的数量与量子比特的数量呈线性关系。我们发现类似的缩放时，该算法被应用到核壳模型与现实的相互作用在$sd$和$pf$壳。虽然大多数这些模拟不包含噪声，我们使用的噪声模型从真正的IBM硬件表明，对于LMG模型与四个粒子，弱噪声对算法的效率没有影响。
2022-06-28 nucl-th quant-ph
Tree-Structured Commutativity Packing in Adaptive Variational Quantum Simulation: Measurement Overhead and Representation Limits
Institut Teknologi Bandung（万隆理工学院）
研究自适应量子化学算法在多参考静态关联下的可训练性，发现表示拓扑与点群对称性交织导致优化陷阱，并引入协方差驱动的自适应采样分配滤波器。
2026-08-04 physics.chem-ph quant-ph
Hybrid Variational Quantum-Classical Framework with Adaptive Weighting and Efficiency Assessment
Institute of Science and Technology Tribhuvan University（特里布文大学科学技术学院）
本文提出Sim-HVQC混合深度量子神经网络，结合自适应SimAM加权与经典特征提取，在多类数据集上实现高效分类，并验证了可复现性与参数效率。
2026-09-25 cs.AI cs.LG quant-ph
Adaptive variational quantum minimally entangled typical thermal states for finite temperature simulations
本文提出自适应变分量子最小纠缠典型热态算法AVQMETTS，通过动态生成紧凑量子电路实现有限温度模拟，并在多种自旋模型上验证了其线性标度性能及噪声影响。
2023-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech quant-ph
Unified Uncertainty Quantification Framework Bridging Noisy Quantum Backends Across Variational Quantum Algorithms and Quantum Signal Processing
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Kent State University（肯特州立大学）
该研究提出统一不确定性量化框架，在同一统计管道下比较NISQ变分量子算法和基于QSVT的格林函数重建两类工作负载，结合多种分析方法，能识别相关特性，为不同工作负载提供通用基准来衡量后端可靠性。
2026-07-17 cs.CE cs.ET physics.comp-ph
Variational treatment of electron-polyatomic molecule scattering calculations using adaptive overset grids
利用散射波函数的重叠网格表示，建立了电子-多原子分子散射的复Kohn变分方法。重叠网格由一个中心网格和多个密集的，原子为中心的子网格，允许同时球形展开的波函数关于多个中心。散射边界条件是通过使用由自由粒子的格林函数和潜在的反复应用，$\hat{G}^+_0\hat{V}$的重叠网格上的工作方程的“Born-Arnoldi”的解决方案形成的基础。该理论被证明是等价于一个特定的Padé逼近的$T$ -矩阵，并具有快速收敛性能，无论是在数量的数值基函数和数量的部分波采用的球面展开。该方法被证明在甲烷和CF $_4$的静态交换近似计算，并进行了详细的计算与数值Schwinger变分方法的基础上单中心展开。一个有效的程序操作与自由粒子格林函数和交换运营商（没有近似）也被描述。
2017-08-11 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
