变分量子本征求解器在量子噪声下优化方法的统计基准评估

该研究考察了在不同量子噪声条件下,应用于H2分子“态平均轨道优化变分量子本征求解器”的数值优化算法性能。目标是在含噪声中等规模量子(NISQ)体系下,评估常用梯度类、无梯度和全局优化策略的稳定性、精度及计算效率。研究人员系统比较了六种代表性优化器(BFGS、SLSQP、Nelder-Mead、Powell、COBYLA和iSOMA)在理想模型、随机噪声和退相干噪声(包括相位阻尼、去极化和热弛豫通道)中的表现。通过多组噪声强度和测量设置的测试,研究团队刻画了各优化器的收敛特性及对噪声所致势能面畸变的敏感性。 结果表明:BFGS在适度退相干条件下仍能保持稳健性,以最少计算次数持续获得最精确能量;COBYLA适用于低成本近似计算;SLSQP在噪声环境中表现不稳定;iSOMA等全局方法虽具潜力但计算成本高昂。这些发现为变分量子模拟中的优化器选择提供了实用指导,强调了噪声感知优化策略对当前硬件上可靠高效量子化学计算的重要性。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-09 18:34

量科快讯