变分量子算法中受挫诱导的可表达性局限

几何阻挫源于相互作用间的竞争导致无法同时实现能量最小化,这为应用于量子多体系统的变分量子算法带来了根本性挑战。该研究团队在具有阻挫性对角耦合的方形晶格上研究了横场伊辛模型,发现几何阻挫会产生强烈非均匀的关联效应,这种效应难以通过采用全局参数的标准哈密顿启发式拟设来捕捉。研究结果表明,在中等场强区域所需电路深度会显著增加。团队证实该限制并非源于优化困难(如贫瘠高原现象),而是由拟设表达能力不足所致。通过引入键分辨变分参数,该团队在降低电路深度的同时获得了精确结果。此外,研究人员还研究了低能激发态,发现阻挫区域内近简并的能谱会进一步加剧变分方法的求解难度。这些发现为变分量子算法在阻挫系统中的局限性提供了清晰的物理解释,并为量子模拟的拟设设计策略提出了改进方向。
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提交arXiv: 2026-04-13 16:30

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