受生物启发与量子启发的多体态混合
深度神经网络能够表示多种截然不同的函数,包括复杂的量子多体态。张量网络同样可以表征这些态,且具备更多结构特征并更易优化,但在二维或更高维度中的计算成本可能高得令人却步。该研究团队提出了一种结合两种形式主义特征的感知机变体——感知链(perceptrain),并由此构建了由简单感知链网络组成的变分多体拟设。该网络可视为继承张量网络若干特性的神经网络,其特点包括:类似密度矩阵重整化算法的局部高效优化(而非同时优化所有参数);优化过程中动态增加参数数量的可能性;避免过拟合的状态压缩能力;以及保持量子启发式结构。研究团队在10×10横场量子伊辛模型中结合变分蒙特卡洛(VMC)与格林函数蒙特卡洛(GFMC)方法进行验证,该模型具有长程1/r⁶反铁磁相互作用,对应量子退火领域提出的里德伯(冷)原子平台。在所有参数区间(包括量子相变临界区域)均获得极高的基态能量相对精度:VMC约为10⁻⁵,GFMC达10⁻⁶。该方案仅需2-5级的极小感知链秩数,而矩阵乘积态通常需数千倍参数。较之神经网络波函数常见的敏感性,该方法的能量优化对初始条件和超参数选择展现出优异鲁棒性。
量科快讯
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