基于物理引导的Trotter-Suzuki分解生成优化

Trotter-Suzuki 模拟的产品公式仍是噪声中等规模量子(NISQ)硬件上实现哈密顿量演化的实用路径,但其精度取决于三个相互耦合的选择:项分组、产品公式阶数和时间步长分配。Qiskit 和 Paulihedral 等工具链依赖手工调优的启发式方法,而分组和阶数的离散性质使得基于梯度的朴素优化难以施展。该团队描述了一个生成与评估循环:条件扩散模型提出策略,物理信息神经网络(PINN)提供可微分的保真度反馈,图神经网络(GNN)编码对易子结构。训练覆盖混合空间(离散的分组与阶数、连续的时间步长);闭环使用 REINFORCE 算法和帕累托追踪器。在横向场伊辛模型(TFIM)上,根据该团队的主要比较设置,该方法在约 21.8% 的电路深度和 19.2% 的基线 CNOT 门数下,达到了四阶 Qiskit 基线保真度(0.856)的 85.6%。在相等深度预算下,循环中的微调达到了最佳观测保真度 0.9994。更新的消融实验表明,在固定的训练预算和默认引导参数下,模块贡献取决于训练方案和引导超参数,尤其是 CFG 需要与计算预算联合调优。总体而言,结果表明“生成模型与物理监督”是面向 NISQ 编译的一个可行方向,但其优势仍取决于具体运行点。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-13 09:48

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