循环变分量子本征求解器:通过阶梯式下降逃离贫瘠高原
该研究团队提出了一种循环变分量子本征求解器(CVQE),这是一种面向含噪中等规模量子(NISQ)设备的硬件高效框架,可实现精确的基态量子模拟。与传统VQE不同,CVQE创新性地引入测量驱动的反馈循环:将具有显著采样概率的Slater行列式迭代加入参考态叠加,同时复用固定纠缠层(如单层UCCSD)。这种自适应参考态扩展机制能沿最有希望的方向系统性扩大变分空间,避免了人工设计拟设或算子池的需求,省去了昂贵搜索过程,并保持“一次编译”的电路特性。该策略与量子化学中的多参考态方法异曲同工,同时完全实现了量子硬件上的自动化运行。值得注意的是,CVQE展现出独特的阶梯式下降特征——突发的能量陡降标志着对贫瘠高原的高效逃离。基准测试表明,CVQE在各相关体系中均保持化学精度,较固定UCCSD提升数个数量级性能,与选组态相互作用方法相比实现了更优的精度-成本平衡。这些成果使CVQE成为近期量子模拟领域中兼具可扩展性、可解释性和资源高效性的新范式。
