操作员交换性选和渐进式操作员块重排向多体启发的量子状态准备

科学领域:

• 量子化学 是一个量子化学.
• 计算量子物理 计算量子物理

背景情况:

• 变量量子Eigensolver (VQE) 是一个关键的量子算法用于分子能量计算在杂的中间尺度量子 (NISQ) 时代.
• 设计一个富有表现力的,但又紧的Ansatz对于VQE的准确性和稳定性至关重要,但目前的硬件限制带来了重大挑战.
• 替代表达力必须平衡波函数表示与计算效率,以避免数值问题.

研究的目的:

• 为构建VQE制定一个系统和适应性的策略.
• 解决量子化学中Ansatz表达性,紧性和优化稳定性的挑战.
• 使用VQE提高分子能量计算的准确性和效率.

主要方法:

• 提出了一个动态的Ansatz建设策略,从通过交替性选和能源分类确定的主导运营商区块开始.
• 该Ansatz通过代运算符块重排序逐渐扩展.
• 使用降低的下体张量因子化将更高阶的相关性术语纳入,适应性构造指导优化以减轻局部陷.

主要成果:

• 与其他方法相比,渐进式操作者-块加法策略产生了精确的分子能量,参数较少.
• 该方法在经典优化过程中有效绕过本地陷,提高稳定性.
• 精确的基态能量被重现,即使在强烈相关的系统中,如键解离,其他方法经常失败.

结论:

• 拟议的动态Ansatz构建策略为量子化学中的VQE应用提供了强大的和高效的方法.
• 这种方法提高了分子系统的量子计算的可靠性,特别是在挑战强烈相关的系统时.
• 该战略代表了利用NISQ设备进行精确的量子化学计算的重大进步.