变分量子本征求解器的指数级扩展障碍

变分量子本征求解器(VQE)被普遍认为是计算经典计算机难以处理的量子系统基态的前沿算法。这一前景通常源于其有望缓解希尔伯特空间随系统规模呈指数级扩张的问题。本研究深入分析了自适应VQE的计算成本如何随目标体系规模变化。该团队证明,通过经典模拟获得的Rényi熵能以极高精度(R²≈0.99)预测VQE所需的自适应迭代次数。研究团队在包含20余种分子的基准测试集中验证了这一结论,这些分子的活性轨道数从4个到10个不等。对于这些分子体系,研究人员发现自适应迭代次数(进而电路深度)随系统规模呈现指数级增长。因此该工作认为:在当前形式下,VQE若要在不消耗指数级资源的前提下高保真度模拟大分子体系,其可能性微乎其微。
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提交arXiv: 2026-03-13 15:18

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