Evaluation of variational quantum states entanglement on a quantum computer by the mean value of spin
根据变分量子态纠缠与自旋平均值的关系，研究了变分量子态纠缠的几何度量。我们研究了由一个变分电路制备的n量子位量子态，该变分电路具有由旋转门和双量子位控制的相位门形成的层。变分电路是用于制备量子生成对抗网络状态的电路的推广。在变分量子态中，一个量子比特与其他量子比特的纠缠度取决于作用于该量子比特的旋转门的角度以及通过受控相位门与之纠缠的量子比特的角度及其参数。在一层变分电路的情况下，状态可以与具有表示量子位的顶点和对应于两量子位门的边的图相关联。量子比特与量子图状态中的其他量子比特的纠缠的几何度量取决于在图中表示它的顶点的属性，即它取决于顶点度。在IBM量子计算机上，对变分量子态纠缠的几何度量与量子态参数的关系进行了量化。
2023-01-10 quant-ph
Theory of variational quantum simulation
变分方法是一种通用的工具，用于各种量子系统的经典模拟。近年来，人们致力于将其扩展到量子计算，以有效地解决静态多体问题和模拟真实和虚时间动力学。本文首先回顾了传统的变分原理，包括求解静态问题的Rayleigh-Ritz方法，以及模拟实时动力学的Dirac和Frenkel变分原理、McLachlan变分原理和含时变分原理变分原理。我们着重于动力学的模拟，并讨论了这三个变分原理之间的联系。以前的工作主要集中在纯态的幺正演化上。本文介绍了一般随机演化下混合态的变分量子模拟。我们展示了如何可以减少到纯态的情况下，考虑到全球相位对准的校正项的结果。对于虚时间演化的变分模拟，我们也将其推广到混合态情形，讨论了变分吉布斯态的制备。我们进一步阐述了设计的anterior是兼容的后选择测量和广义变分算法与量子线路的实施。我们的工作完善了一般实时间和虚时间演化的变分量子模拟理论，适用于近期量子硬件。
2019-09-29 quant-ph
Accelerating variational quantum Monte Carlo using the variational quantum eigensolver
提出用量子计算机（如VQE）产生的样本替换VMC的初始分布，实验证明该量子增强方法能加速收敛、降低能量，并使小型量子计算机加速大规模VMC实例。
2023-10-26 quant-ph
Speeding up Thermalisation via Open Quantum System Variational Optimisation
优化开放量子系统演化是实现量子计算和量子热力学任务的重要一步。在这篇文章中，我们通过变分原理来处理优化问题，并导出了一个开放量子系统的变分算法，该算法在Liouville空间中求解Lindblad演化。作为对开放系统演化的这种控制的一个例子，我们用阻尼率$γ$控制连接到热Lindbladian浴的量子比特的热化。由于热化是一个渐进的过程和变分算法，我们认为是固定的时间，我们提出了一种方法来讨论热化的潜在加速，可以预期从这样的变分算法。
2017-11-23 quant-ph
Variational quantum amplitude estimation
我们建议进行振幅估计的帮助下，恒定深度的量子线路，变分近似的振幅放大过程中的状态。在Monte Carlo（MC）积分的背景下，我们数值计算表明，浅电路可以准确地近似许多幅度放大步骤。我们将变分法与极大似然幅度估计相结合[Y. Suzuki等人，Quantum信息处理。19，75（2020）]中的变分量子振幅估计（VQAE）。VQAE通常具有比经典MC采样更大的计算要求。为了降低变分成本，我们提出了自适应VQAE，并在6到12个量子比特的模拟中数值显示，它可以优于经典的MC采样。
2022-02-28 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
Quantum Fisher Information: Variational principle and simple iterative algorithm for its efficient computation
本文导出了一个新的量子费舍尔信息的变分原理，从而导出了一个简单的迭代交替算法，并证明了算法的收敛性。固定测量的情况下，即经典的Fisher信息，也进行了讨论。
2013-12-04 quant-ph
Effect of constraint and Tabu Search term on Variational Quantum Eigensolver and Subspace-Search Variational Quantum Eigensolver
子空间搜索变分量子本征解（SSVQE）是一种多态搜索方法，它依赖于变换的么正性来保证多态输出态的正交性。基于变分量子紧缩（VQD）的变分量子本征解（VQE）方法只能从基态开始逐步计算激发态，因此该方法被认为是一种很有前途的量子化学方法。比较了VQE和SSVQE在引入约束项和Tabu搜索项后的优势，并通过Lagrange乘子法引入约束项和Tabu搜索项，从而计算出所需的能级。我们通过分别计算H2和HeH的每个水平来评估优势。仿真结果表明，约束VQE与禁忌搜索计算的精度比我们的其他算法，分析H2。约束SSVQE的计算精度高于禁忌搜索约束VQE。我们发现，根据分子的性质使用禁忌搜索项，减少收敛时间，有利于提高精度。我们证明了约束和禁忌搜索项有助于量子化学计算的精度和收敛时间。
2021-03-23 quant-ph
Parameterized Two-Qubit Gates for Enhanced Variational Quantum Eigensolver
变分量子本征求解器是一种重要的量子-经典混合算法，有望对近期的量子器件产生影响。它们通常基于由参数化单量子位门和固定双量子位门组成的电路模拟器。研究了参数化双量子比特门在变分量子本征求解器中的作用。我们模拟了一个变分量子本征求解器算法，使用固定的和参数化的两个量子比特门的电路模拟器，并表明参数化的版本优于固定的版本，无论是在最佳能量和减少离群值，在量子化学和材料科学的应用范围内的哈密顿量。
2022-10-12 quant-ph
A case study of variational quantum algorithms for a job shop scheduling problem
组合优化模型广泛的工业过程，旨在提高其效率。一般来说，精确地解决这类问题在计算上是难以处理的。因此，从业者依赖于启发式解决方案的方法。变分量子算法是可以用可用的量子硬件来演示的优化算法。在这个案例研究中，我们应用四个变分量子算法在IBM的超导量子处理器上运行的作业车间调度问题。我们的问题优化了钢铁制造过程。5个量子比特的比较表明，与量子近似优化算法（QAOA）、标准变分量子本征求解器（VQE）和变分量子虚时演化（VarQITE）相比，新的滤波变分量子本征求解器（F-VQE）收敛速度更快，对全局最优解的采样频率更高.此外，F-VQE很容易在硬件上解决高达23个量子位的问题，而无需错误缓解后处理。
2022-02-11 quant-ph
Variational methods for solving high dimensional quantum systems
该研究探究DMRG、玻尔兹曼机学习、VQE三种变分方法，经Jordan-Wigner变换映射模型后，用于求解凝聚态与高能物理两类量子系统的基态，验证变分方法处理复杂量子系统的有效性。
2024-04-17 quant-ph
Four-Qubit Variational Algorithms in Silicon Photonics with Integrated Entangled Photon Sources
本文首次在室温硅光子集成电路上，利用四个集成自发四波混频光子对源制备路径纠缠四维量子态，成功演示了氢分子变分量子本征求解和半素数变分量子因式分解两种变分量子算法。
2025-01-02 quant-ph
Error Analysis of the Variational Quantum Eigensolver Algorithm
变分量子算法是近期量子计算应用中研究最多的应用之一。噪声中尺度量子（NISQ）机制，在未来5年内，足够小的算法可以在噪声量子计算机上成功运行，这推动了大量的研究工作和大量的私营部门资金。因此，重要的是要了解变分算法是否能在存在噪声的情况下成功收敛到正确答案。我们进行了全面的研究的变分量子本征求解器（VQE）和它的个人量子子程序。建立在渐近界，我们通过显式模拟表明，VQE算法有效地崩溃时，在量子处理调用过程中发生单一错误。我们讨论的背景下，能够运行任何变量类型的算法，而无需资源昂贵的纠错协议，这一结果的重大影响。
2023-01-18 quant-ph
Universal Variational Quantum Computation
变分量子算法主导当代基于门的量子增强优化，特征值估计和机器学习。在这里，我们建立量子计算的普遍性变分量子计算通过开发两个目标函数，最小化准备输出的任意量子线路。变分量子计算的短暂资源是期望值的数量，这些期望值必须使用经典到量子的外环优化来迭代地最小化。这个优化问题的一个有效的解决方案是由量子线路本身进行模拟。第一种构造在包含$\mathcal{O}({poly} \ln n)$非Clifford门的$n$ -量子位电路的期望值的数量方面是有效的-期望值的数量与模拟电路中出现的Clifford门无关。第二种方法产生$\mathcal{O}(L^2)$期望值，同时引入不超过$\mathcal{O}(\ln L)$松弛量子位，对于划分为$L$门的量子线路。因此，基于目标函数和迭代反馈的经典评估的实用变分量子编程过程原则上与任何其他量子计算模型一样强大。这一结果提高了变分方法的形式地位，同时建立了一个新的通用模型的量子计算。
2020-12-29 quant-ph
Variational Quantum Algorithms for Simulation of Lindblad Dynamics
提出一种变分混合经典-量子算法，通过将密度矩阵和量子可观测量表示为量子叠加态并设计低深度变分量子线路，高效模拟 Lindblad 主方程的幺正与非幺正动力学，并在不同规模系统上验证了其近未来硬件实用潜力。
2023-05-18 quant-ph
Variational quantum solver employing the PDS energy functional
最近，一类基于连通矩展开的量子计算的新量子算法被报道用于寻找基态和激发态能量。特别是，Peeters-Devreese-Soldatov（PDS）公式被发现是变分的，并具有进一步与现有变分量子基础设施相结合的潜力。在这里，我们发现，PDS配方可以被认为是一个新的能量泛函的PDS能量梯度可以在一个传统的变分量子求解器。与通常的变分量子本征求解器（VQE）和原有的静态PDS方法相比，这种新的变分量子本征解算器提供了一种有效的方法来导航动力学，以避免陷入涉及不同状态的局部极小值，并通过适度质量的试验波函数的旋转来实现高精度地找到基态及其能量，从而提高了量子模拟的精度和效率。我们证明了所提出的变分量子求解器的玩具模型，H $_2$分子，强关联平面H $_4$系统在一些具有挑战性的情况下的性能。在所有的案例研究中，建议的变分量子方法优于通常的VQE和静态PDS计算，即使在最低阶。我们还讨论了所提出的方法的局限性和NISQ设备上的模型哈密顿的初步执行。
2021-06-22 quant-ph
An Algorithm for Fast Supervised Learning in Variational Circuits through Simultaneous Processing of Multiple Samples
本文提出了一种新的变分分类器的快速训练算法。该算法可适用于变分电路中使用的任何模拟器。所提出的算法在前向传递中利用qRAM和其他量子线路。此外，而不是通常的做法，计算损失的经典，我们计算损失使用互换测试电路。因此，当在N个样本的数据集上训练时，该算法将变分分类器的训练成本从通常的O（N）降低到O（logN）。虽然本文只讨论了二分类问题，但该算法可以很容易地推广到多类分类问题。
2020-11-29 quant-ph
Variational Quantum Simulation of Ultrastrong Light-Matter Coupling
本文提出了一种基于变分量子算法的量子光学系统的数值模拟方法。更确切地说，我们引入了一个短深度变分形式，在量子处理器上准备多模Dicke模型的基态，并通过云访问IBM设备获得了原理证明结果。此外，我们提供了一个算法，用于表征基态的维格纳态层析成像。我们的工作是量子光学系统的数字量子模拟的第一步，具有潜在的应用自旋玻色子，近藤和Jahn-Teller模型。
2019-09-18 quant-ph
Variational quantum algorithms for nonlinear problems
我们表明，非线性问题，包括非线性偏微分方程可以有效地解决变分量子计算。我们实现这一点，利用多个副本的变量子态有效地处理非线性和引入张量网络作为编程范例。以非线性薛定谔方程为例，说明了算法的关键概念.我们的数值计算表明，变分量子计算可以比矩阵乘积态更有效，目前的实验证明的原理在IBM Q设备上获得的结果。
2019-12-17 quant-ph
Implementing Jastrow--Gutzwiller operators on a quantum computer using the cascaded variational quantum eigensolver algorithm
U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
本文提出利用级联变分量子特征值求解算法实现非幺正的Jastrow-Gutzwiller算符，通过IBM Q Lagos平台验证了该方法在Hubbard模型中的有效性。
2023-05-30 quant-ph
Variational Quantum Algorithms for Hyperelasticity: Incorporating Nonlinear Constitutive Behavior
Vanderbilt University（范德堡大学）
该研究扩展变分量子算法框架至含应变率有理幂的本构非线性类，结合辅助变量与惩罚约束处理非线性项，通过迭代校正策略提升解精度，并用一维不可压缩模型验证方法有效性。
2026-08-20 quant-ph
Pulse-based variational quantum optimization and metalearning in superconducting circuits
本文提出基于脉冲的变分量子优化框架，在超导电路中通过优化磁通量驱动波函数至基态，并引入元学习全局优化器，相比门控变分算法更具优势。
2024-07-17 quant-ph
Improving the variational quantum eigensolver using variational adiabatic quantum computing
变分量子本征求解器（VQE）是一种混合量子-经典算法，用于求解包含参数化量子线路优化的哈密顿量的最小本征值。由于所得到的优化问题一般是非凸的，该方法可以收敛到次优的参数值，不产生最小特征值。在这项工作中，我们通过采用变分绝热量子计算（VAQC）的概念来解决这个缺点，作为一个程序，以改善VQE。在VAQC中，连续参数化哈密顿量的基态通过参数化量子线路来近似。我们讨论了VAQC的一些基本理论，以促进混合量子-经典同伦延拓方法的发展。该方法与微分方程数值积分的预估-校正方法具有相似之处。虽然该过程存在理论上的限制，但我们在实践中看到VAQC可以成功地找到良好的初始电路参数来初始化VQE。我们用量子化学中的两个例子来证明这一点。通过这些例子，我们提供的经验证据表明，VAQC，结合其他技术（一个自适应终止标准的经典优化和方差为基础的reservation方法的期望值评估），可以提供更准确的解决方案比“平原”VQE，同样的努力。
2021-08-16 quant-ph
Robustness of Variational Quantum Algorithms against stochastic parameter perturbation
本文通过微扰分析研究了变分量子算法在随机门误差下的去相干与能量估计偏差，确定了满足稳定性引理的噪声阈值，并在最多14量子比特问题上验证了不同门误差对相干性的影响差异。
2024-06-11 quant-ph
Hardware-efficient variational quantum algorithms for time evolution
参数化量子线路是实现量子优势的一种有前途的技术。一个重要的应用是量子系统时间演化的变分模拟。为了充分利用量子硬件，变分算法需要尽可能提高硬件效率。在这里，我们提出了替代方案的时间相关的变分原理，是硬件高效，不需要矩阵求逆。相对于虚时间演化，我们的方法显着降低了硬件要求。关于实时进化，高精度是很重要的，我们提出了系统地提高精度和硬件要求的算法。我们数值分析我们的算法使用量子哈密顿与本地相互作用的性能。
2021-07-27 quant-ph
Engineering the Cost Function of a Variational Quantum Algorithm for Implementation on Near-Term Devices
变分混合量子经典算法是近期量子计算机中最有前途的工作负载之一。这些变分算法的目的是通过改变量子线路中的某些参数，将量子系统引导到使成本函数最小化的目标状态。本文提出了一种新的工程成本函数的方法，以提高性能的某一类变分算法在今天的小量子比特系统。我们应用这种方法的变分算法，产生热场双态的横向场伊辛模型，这是相关的研究时，在凝聚态系统的相变。我们讨论了各种成本函数的优点和缺点，应用我们新的工程方法，并表明它在整个温度范围内产生良好的一致性。
2020-06-06 quant-ph
On the natural gradient for variational quantum eigensolver
变分量子本征求解器是一种由量子态驱动和经典参数优化相结合的混合算法，用于求解给定哈密顿量的基态。自然梯度法是一种考虑参数空间几何结构的优化方法。最近，Stokes等人发展了将自然梯度用于变分量子本征求解器的一般方法。本文给出了这种优化方法的一些简单的实例，详细地说明了自然梯度优化器是如何利用几何性质来改变和改进普通梯度法的。
2019-09-11 quant-ph
Tangent Vector Variational Quantum Eigensolver: A Robust Variational Quantum Eigensolver against the inaccuracy of derivative
针对容错量子计算机实现前VQE方法需提升精度与求解时间的问题，提出优化试验能量切向量范数的TVVQE方法，在氢分子、Hubbard模型和氢化锂分子上验证了其比其他VQE方法更准确地计算基态和激发态能级的潜力。
2023-05-17 quant-ph
Analysis of electron localization in a coupled quantum dot structure via variational approach: numerical results and application in quantum-dot cellular automata
量子点结构的分析在固态数字逻辑设计、量子信息技术和量子光学等领域有着重要的应用。在这项工作中，我们显示了一个变分制定的解决方案的有效的两个层次的方法分析的电子局域化在两个耦合的量子点。数值结果，以及使用电子局域化的可配置的逻辑电路，使用量子点元胞自动机的实现。
2007-05-22 quant-ph
Hybrid quantum variational algorithm for simulating open quantum systems with near-term devices
混合量子-经典（HQC）算法使得通过有效的控制方案使用由经典计算资源支持的近期量子器件成为可能。在本文中，我们开发了一个HQC算法，使用一个有效的变分优化方法来模拟开放系统动力学下的噪声-中间尺度量子（NISQ）计算机。利用含时变分原理（TDVP）方法，并将其推广到密度矩阵的McLachlan TDVP，其中包含误差的Frobenius范数的最小化，我们应用幺正量子线路得到了Lindblad形式下开放量子系统的时间演化.最后，我们说明了我们的方法的使用与详细的例子，这是在良好的协议与分析计算。
2020-08-12 quant-ph
Ground and excited state energy calculations of the H2 molecule using a variational quantum eigensolver algorithm on an NMR quantum simulator
本文在NMR量子处理器上实验实现了变分量子本征求解器与变分量子紧缩算法，分别计算H2分子的基态和激发态能量，并首次证明单个NMR量子比特即可达到所需精度。
2024-07-01 quant-ph
Efficient recovery of variational quantum algorithms landscapes using classical signal processing
我们采用频谱分析和压缩感知来识别变分算法的成本函数可以纯经典地或以最小的量子计算机访问来恢复的设置。我们提出的理论和数值证据支持稀疏恢复技术的可行性。为了证明这种方法，我们使用基追踪去噪，有效地恢复模拟量子近似优化算法（QAOA）的大系统规模的实例，从很少的样本。我们的研究结果表明，稀疏恢复可以更有效地利用和分配量子资源的变分算法的优化。
2022-08-11 quant-ph
Error Bounds for Variational Quantum Time Evolution
针对变分量子时间演化模拟精度先验未知的问题，推导了全局相位无关的误差界限，提高了保真度估计的紧致性，并可通过低开销的后验评估指导超参数选择。
2023-06-27 quant-ph
Implicit differentiation of variational quantum algorithms
在凝聚态物理、量子信息和量子化学中重要的几个量，以及机器学习算法的元优化中所需的量，可以表示为表征系统的参数的隐式定义函数的梯度。在这里，我们将展示如何通过变分量子算法利用隐式微分进行梯度计算，并探索在凝聚态物理、量子机器学习和量子信息中的应用。一种函数，隐含地定义为量子算法的解，例如，变分获得的基态或稳态可以使用隐式微分来自动微分，同时不知道如何计算解。我们应用这一概念来评价物理量在凝聚态物理，如通过变分量子算法研究的广义可解释性。此外，我们开发了隐式微分的两个额外的应用-量子机器学习算法中的超参数优化，以及基于纠缠的几何度量的基于梯度的最大化的纠缠量子态的变分构造。我们的工作将几种类型的梯度计算联系在一起，这些计算可以使用变分量子线路以一般的方式进行计算，而不依赖于繁琐的解析推导或近似的有限差分方法。
2022-11-24 quant-ph
Shallow-Depth Variational Quantum Hypothesis Testing
本文提出浅深度变分量子算法，以单次鉴别成功概率联合优化态制备与测量，在资源受限量子照明中达到最优双模探针性能，并扩展至多假设鉴别。
2024-03-02 quant-ph
Short-depth trial-wavefunctions for the variational quantum eigensolver based on the problem Hamiltonian
对于变分量子本征求解器，我们建议从问题哈密顿量的少量选定的泡利项生成试探波函数。两种不同的方法，一个启发的量子近似优化算法和其他的时间进化，提出并详细研究。利用数值计算，我们研究了这些试探波函数的效率，找到三个分子的基态能量：H2，LiH和H2O。我们发现，只有少量的泡利项需要达到化学精度，导致短深度量子线路与少量的变分参数。对于LiH分子，量子线路由36个双量子位门、45个单量子位门和4个变分参数组成，对于较大的分子具有有利的缩放。
2019-08-26 quant-ph
Noise Resilience of Variational Quantum Compiling
变分混合量子经典算法（VHQCA）是一种利用经典优化来最小化成本函数的近期算法，该成本函数在量子计算机上有效地进行评估。最近已经提出了用于量子编译的VHQCA，其中目标酉$U$被编译成短深度门序列$V$。在这项工作中，我们报告了一个令人惊讶的形式，这些算法的噪声弹性。即，我们发现人们经常学习正确的门序列$V$（即，正确的变化参数），而不管在成本评估电路期间作用的各种非相干噪声源。我们的主要结果是严格的定理，说明最佳变分参数不受一类广泛的噪声模型，如测量噪声，门噪声和泡利信道噪声。此外，我们在IBM的噪声模拟器上的数值实现在编译量子傅里叶变换、Toffoli门和W态准备时表现出弹性。因此，变分量子编译，由于其鲁棒性，可以实际上是有用的噪声中等规模的量子器件。最后，我们推测，这种噪声弹性可能是一个普遍的现象，适用于其他VHQCA，如变分量子本征求解器。
2020-04-03 quant-ph
Variational Quantum Boltzmann Machines
本文提出了一种新的量子玻尔兹曼机的实现方法。所需的吉布斯状态的准备，以及损失函数的分析梯度的评估是基于变分量子虚时演化，一种技术，通常用于基态计算。与现有方法相比，该实施方式促进了针对任意参数化哈密尔顿算子的具有实际损失函数的梯度的近期兼容QBM训练，所述哈密尔顿算子不一定必须是完全可见的，但也可以包括隐藏单元。变分吉布斯态近似的数值模拟和实验上运行的IBM量子提供的实际量子硬件证明。此外，我们说明了这种变分QBM方法的生成和判别式学习任务，使用数值模拟的应用。
2020-06-10 quant-ph
Variational quantum algorithms to estimate rank, quantum entropies, fidelity and Fisher information via purity minimization
发展了变分量子算法（VQA）来估计混合量子态的秩、量子熵、Bures保真度和量子费舍尔信息等广泛使用的物理量的值。此外，这些VQA的变体还适于执行其他有用的功能，诸如量子态学习和近似分数逆。所提出的算法的共同主题是，它们的成本函数都是基于最小化的量子态的量子纯度。策略，以减轻或避免指数消失的成本函数梯度的问题进行了讨论。
2021-09-16 quant-ph
Variational quantum state preparation via quantum data buses
我们提出了一种变分量子算法来制备专门为可编程量子器件定制的一维格点量子哈密顿量的基态，其中量子比特之间的相互作用由量子数据总线（QDB）介导。对于具有轴向质心（COM）振动模式的单QDB被困离子，我们的方案使用共振边带光脉冲作为资源操作，这可能比非共振耦合更快，因此不容易发生退相干。在状态准备结束时，QDB从量子比特中的解纠缠是变分优化的副产品。我们数值模拟的基态准备的Su-Schrieffer-Heeger模型的离子，并表明我们的策略是可扩展的，同时容忍有限的温度的COM模式。
2020-05-22 quant-ph
Simulating thermodynamic properties of dinuclear metal complexes using Variational Quantum Algorithms
本文评估变分量子算法在双核金属配合物热力学模拟中的应用，证明其可有效模拟热态并分析低维分子磁性系统，为量子计算赋能材料科学奠定基础。
2024-10-25 quant-ph
A prescreening method for variational quantum state eigensolver
容错量子计算机（FTQC）的发展为量子相位估计（QPE）算法的实现提供了可能。然而，QPE仅适用于标准化系统。这就需要一个哈密尔顿算子的特征值的最小值和最大值。在噪声中尺度量子（NISQ）时代发展起来的变分量子本征求解器（VQE）是制备接近精确态的初始本征向量所必需的。本文提出了一种利用变分量子态本征解算器（VQSE）和子空间搜索VQE（SSVQE）方法来高精度地导出所有态的方法。我们证明了用VQSE和SSVQE预屏蔽方法，我们可以正确地导出所有氢分子的态。
2021-11-18 quant-ph
Non-adiabatic Quantum Wavepacket Dynamics Simulation Based on Electronic Structure Calculations using the Variational Quantum Eigensolver
采用变分量子本征求解器，在电子结构计算的基础上，对H $_2$ O $^+$的去激发过程进行了非绝热核波包动力学模拟.绝热势能面和非绝热耦合矢量的算法计算的噪声中等规模的量子器件，和时间的传播模拟与传统的方法为经典计算机。从$\tilde{B}$态到$\tilde{A}$态的非绝热跃迁动力学的结果再现了以前研究中报道的趋势，这表明这种量子-经典混合方案可能是有噪声的中等规模量子器件的一个有用的应用。
2021-11-08 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
Benchmarking Variational Quantum Eigensolvers for Entanglement Detection in Many-Body Hamiltonian Ground States
本文使用变分量子特征求解器（VQEs）对由Heisenberg哈密顿量描述的多体系统进行纠缠检测基准测试，发现受哈密顿量相互作用启发的参数化量子电路在代价函数估计上优于问题无关电路。
2024-07-29 quant-ph
Variational post-selection for ground states and thermal states simulation
针对NISQ时代变分量子算法受硬件限制的问题，提出结合变分后选择与神经网络后处理的框架，提升量子自旋及分子系统的基态、热态制备精度，并在热态局域性质估计上实现更优的可扩展方案。
2024-02-12 quant-ph
A Variational Quantum Attack for AES-like Symmetric Cryptography
我们提出了一个变分量子攻击算法（VQAA）的经典AES类对称密码，作为示例的加密数据加密标准（S-DES）。在VQAA中，已知密文被编码为通过正则图构造的哈密顿量的基态，并且可以使用变分方法来找到基态。设计了S-DES变分量子攻击的代价函数和代价函数。令人惊讶的是，有时VQAA甚至比Grove的算法更快，正如我们的模拟结果所证明的那样。研究了纠缠熵、并发度和代价函数之间的关系，表明纠缠度对加速比起着至关重要的作用。
2022-05-07 quant-ph
Variational quantum algorithm with information sharing
我们介绍了一种变分量子算法的优化方法，并通过实验证明，与天真的实现相比，效率提高了100倍。我们的方法的有效性示出通过获得小分子和自旋模型的多维能量表面。我们的方法解决了相关的变分问题，并行利用贝叶斯优化和不同的优化之间共享信息的全球性。我们的方法非常适合于下一代的变分问题，许多物理自由度。这解决了一个关键的挑战，在规模扩大量子算法，以证明量子优势的问题，现实世界的利益。
2021-07-23 quant-ph
Robustness to spontaneous emission of a variational quantum algorithm
我们从理论上研究了耗散对变分量子算法性能的影响，该算法用于近似求解中性原子平台上的组合优化问题，最大独立集。我们采取一个现实的模型耗散与自发发射，并显示数值这些非相干过程的不利影响自发衰减的变分性质的程序。此外，我们还实现了一个替代的优化方案最近提出的，其中一个使用的平均能量作为目标函数的预期不足。
2020-01-21 quant-ph
Variational Quantum Pulse Learning
量子计算是最有前途的新兴技术之一，可以解决在经典硬件上难以计算的问题。大量现有的工作集中在门级上使用变分量子算法用于机器学习任务，例如变分量子线路（VQC）。然而，由于参数数量有限，VQC具有有限的灵活性和可表达性，例如，在一个旋转门中只能训练一个参数。另一方面，我们观察到量子脉冲在量子计算的堆栈中比量子门低，并且提供了更多的控制参数。受VQC良好性能的启发，本文提出了变分量子脉冲（VQP），一种直接训练量子脉冲用于学习任务的新范例。所提出的方法通过在优化框架中推拉脉冲的幅度来操纵变化的量子脉冲。与变分量子算法类似，我们的训练脉冲的框架保持了对噪声的鲁棒性。在二进制分类的示例任务中，与qiskit噪声模拟器（使用真实机器的噪声模型）和ibmq-jarkata上的VQC学习相比，VQP学习的准确率分别提高了11%和9%，证明了其有效性和可行性。VQP获得可靠结果的稳定性也已在噪声存在下得到验证。
2022-08-06 quant-ph
Contextuality Test of the Nonclassicality of Variational Quantum Eigensolvers
情境性是非经典性的指标，也是各种量子程序的资源。在本文中，我们使用上下文来评估变分量子本征求解器（VQE），最有前途的工具之一，近期量子模拟。我们提出了一个有效的可计算的测试，以确定是否VQE程序的目标函数是上下文。我们应用这个测试来评估VQE的实验实现的上下文，并确定有几个，但不是全部，失败的量子性测试。
2020-02-07 quant-ph
Variational quantum-neural hybrid imaginary time evolution
Tokyo University of Science（东京科学大学）；Chuo University（中央大学）
本文提出变分量子-神经混合虚时间演算方法，通过结合神经网络与参数化量子电路提升表达能力，实现更精确的虚时间动力学跟踪。
2026-10-22 quant-ph
Q-means using variational quantum feature embedding
本文提出了一种混合量子经典算法，学习一个合适的量子特征映射，分离未标记的数据，原来是非线性可分离的经典空间使用变分量子特征映射和q-均值作为子程序的无监督学习。变分电路的目标是在量子特征希尔伯特空间中最大限度地分离团簇。电路的第一部分将经典数据嵌入量子态。第二部分利用q均值量子线路对量子特征希尔伯特空间中的量子态进行无监督学习。量子线路的输出是特征簇量子态，其表示属于特定簇的所有量子态的叠加。量子线路的最后部分对特征簇量子态执行测量以基于保真度输出簇间重叠。完整量子线路的输出用于计算基于特征簇量子态的密度矩阵之间的希尔伯特-施密特距离的代价函数的值。期望值的梯度被用来优化变分电路的参数，以学习更好的量子特征映射。
2021-12-11 quant-ph
Variational generation of spin squeezing on one-dimensional quantum devices with nearest-neighbor interactions
本文提出变分自旋压缩算法，在仅含最近邻相互作用的一维系统中生成与双轴扭转相当的强自旋压缩，并适用于近期含噪声量子计算机。
2023-12-26 quant-ph
