可训练变分量子电路的特殊酉参数化

该研究团队提出SUN-VQC——一种变分量子电路架构,其基础层由对称性受限的李子群SU(2ᵏ)⊂SU(2ⁿ)(k≪n)的单一指数构成。将演化过程限制在这个紧致子空间中,可将动态李代数维度从𝒪(4ⁿ)降至𝒪(4ᵏ),仅造成多项式级的梯度方差衰减,从而规避了困扰硬件高效拟设的荒漠平台问题。通过广义参数偏移规则获得了精确且硬件兼容的梯度,避免了辅助量子比特和有限差分偏差。在量子自动编码与分类任务的数值实验中,SUN-VQC展现出数量级更强的梯度信号,收敛速度提升2-3倍,最终保真度也优于深度匹配的泡利旋转电路或硬件高效电路。这些结果表明:李子代数工程为构建抗荒漠平台的变分量子算法提供了可扩展的理论框架,且与近量子处理器兼容。

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