利用资源高效的变分量子电路与经典影子对里德堡原子系统的量子相进行分类

里德堡原子阵列中的量子相变为研究多体物理提供了重要机遇,但如何在不依赖显式序参量的情况下区分不同有序相仍具挑战性。该研究团队提出一种资源高效的量子机器学习方法,将经典阴影层析技术与变分量子电路(VQCs)相结合,实现Z2与Z3有序相的二元分类。该方案处理每个51原子链态的500次随机测量,重构阴影算符后执行PCA降维(514个特征),并通过角度嵌入将特征编码至2量子比特参数化电路。该电路采用RY-RZ角度编码、全连接CZ门实现强纠缠,仅需7层深度和2参数的最小化ansatz结构。基于合页损失的同步扰动随机逼近(SPSA)训练经120次迭代收敛,测试准确率达100%,精确率、召回率与F1分数均为满分,证明极少量量子资源即可实现高精度相分类。该工作为近期量子器件上的量子增强凝聚态物理研究开辟了新路径。

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提交arXiv: 2025-10-27 16:25

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