具有复杂相位结构的神经网络量子态的直接/自适应混合相位梯度学习

神经网络量子态是量子多体物理中一种领先的变分工具,然而当地态具有非平凡的符号或复数相位结构时——这一情况普遍存在于规范场、时间反演对称性破缺以及费米子统计中——其优化过程变得十分脆弱。该团队将此脆弱性归因于相位梯度的随机估计器,而非网络的表达能力。蒙特卡洛能量梯度中的相位部分是一个含噪声的得分函数估计器;而通过微分局域能量得到的一个直接估计器,对于相同的相位力是无偏的,具有更低的方差,且仅需一个分离的振幅-相位拟设。在一个100位点的通量梯子模型上,采用这种方法训练的小型网络达到了 \(0.89\%\) 的中位误差,而经过调优的标准基线停滞在 \(1.8\%\),更宽或更深的标准梯度网络误差则从 \(8.4\%\) 退化至 \(24.6\%\)。这一优势延续到手性XXX链:在多种 \(α\) 值和系统尺寸下,直接估计器再次收敛到显著低于标准估计器的误差;该优势随通量增大,并在零通量控制组中消失。两种估计器的自适应混合在最优混合系数下,其方差在理论上永远不会劣于其中较优的端点,而基于种子的诊断将大部分增益归因于消除了失败运行。因此,估计器设计成为复数神经量子态的一个首要杠杆。
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提交arXiv: 2026-06-11 21:05

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