基于泡利稀疏正则化反绝热捷径的线性斜坡QAOA

组合优化是量子算法的主要目标之一,但有限深度的QAOA在插值哈密顿量具有极小或指数级小能隙时,可能遭受强烈的非绝热误差。该研究提出了一种基于正则化绝热规范势的线性斜坡QAOA的保利稀疏反非绝热扩展: \[ \bigl(\mathcal L_H^2+ηI\bigr)A_λ^{(η)} = -\mathrm{i}\mathcal L_H(\partial_λH), \qquad \mathcal L_H(X)=[H,X]. \] 该工作并非计算稠密AGP,而是采用保利坐标下的非精确共轭梯度法近似求解该方程,在迭代过程中截断保利展开,从而获得一组符合门预算的可实现旋转。随后通过伽辽金拟合改进所选支撑集,并由后验残差界进行验证。正则化参数 \(η\) 作为能量分辨率尺度:它抑制低于 \(\sqrtη\) 的跃迁,同时保留较大能隙的跃迁。因此,该方法能够在低能解流形内避免解析指数级小的分裂,同时减少远离该流形的泄漏。针对铁磁链(FC)及受扰FC-MaxCut/MarketSplit实例的数值实验表明,所得LR-CD-QAOA ansatz相较于未校正的线性斜坡,能够提升近似比,特别是在LR-QAOA仍远未达到最优的区域。总体而言,该研究所提出的正则化LR-CD-QAOA框架通过增强对异构问题景观(包括具有近简并低能结构和小能隙的实例)的鲁棒性,显著拓展了QAOA在QUBO优化中的实际适用性。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-26 18:41

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