张量网络辅助的分布式变分量子算法在大规模组合优化问题中的应用

尽管量子计算在解决组合优化问题(COPs)方面具有潜力,但含噪声中等规模量子(NISQ)硬件的有限量子比特容量使得大规模问题实例难以处理。传统方法试图通过分解或压缩来弥合这一差距,但往往无法捕捉子系统的全局相关性,导致求解质量受限。该研究团队提出的分布式变分量子算法(DVQA)突破了这些限制,能够在受限硬件上求解含1000个变量的实例。DVQA的核心创新在于利用截断高阶奇异值分解来保持变量间依赖关系,无需依赖复杂的长程纠缠,从而形成一种自然的噪声局域化机制——其误差仅随子系统规模而非总量子比特数增长,实现了可扩展性与精度的统一。理论分析证实该算法对p-局部哈密顿量具有鲁棒性。实验表明,DVQA在模拟中达到当前最优性能,并已在“悟空”量子计算机上完成投资组合优化问题的实验验证。该工作提供了一个兼具可扩展性与噪声抗性的框架,将实用级量子优化算法的发展进程向前推进。
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提交arXiv: 2026-01-20 13:31

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