运算符交换性筛选与渐进式运算符块重排序在多体启发量子态制备中的应用
在量子化学领域,变分量子本征求解器(VQE)已成为噪声中等规模量子(NISQ)时代确定分子能量和特性的极具前景的方法。该方法的核芯挑战在于设计一个既能精确表示基态波函数,又能保持计算效率以避免经典优化过程中数值不稳定的拟设结构。受当前量子硬件限制,拟设必须在保持紧凑性的同时,具备捕捉关键关联效应的灵活性。为解决这些难题,该研究团队提出了一种系统性动态拟设构建策略:首先通过交换性筛选结合能量排序准则识别主导算子块,随后通过迭代式算子块重排序逐步扩展拟设结构。为最小化计算开销,每个算子块中的高阶关联项通过降维低秩张量分解引入,而自适应构建策略确保优化沿最优轨迹进行,从而规避局部势阱导致的数值失稳问题。对多种分子体系的基准测试表明,这种渐进式算子块添加策略能以更少的参数实现精确的能量计算,并有效规避局部最优解。尤其在强关联区域(如键解离过程),该方法成功复现了其他现有方法常失效的基态波函数。



