信息论约束下的变分量子优化:效率转变与动态李代数

变分量子算法是目前实现近期量子优势的主要候选方案,但其可扩展性受限于“贫瘠高原”现象。传统观点将其归因于几何消失梯度,而该研究团队提出了信息论视角的新解释。通过辅量子位介导的相干反馈,研究人员实证揭示了ΔE≤ηI(S:A)的本构关系——该工作提取与互信息之间的关联表明,量子纠缠相较于经典兰道尔界限可提供2倍优势。通过系统规模缩放实验,该团队发现了由动力学李代数维度支配的独特效率相变:具有多项式代数复杂度的系统能维持正效率,而具有指数级复杂度的系统在N≈6个量子比特时会出现“效率坍塌”(η→0)。这些结果表明,变分算法的可训练边界与量子反馈控制的信息论极限存在关联。
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提交arXiv: 2025-12-02 16:09

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