ADAPT-VQE对粗糙参数景观与贫瘠高原不敏感
量子物理
2023-03-21 v1 化学物理
摘要
变分量子本征求解器(VQE)是一类用于计算分子能量的强大混合量子-经典算法。然而，这些方法存在各种数值问题，包括贫瘠高原和大量局部极小值。在本工作中，我们考虑自适应、问题定制(ADAPT)-VQE拟设，并考察它们如何受这些局部极小值的影响。我们发现，虽然ADAPT-VQE不能消除局部极小值，但这种基于梯度信息、一次添加一个算符的电路构建似乎实现了两件事：首先，它提供了一种远优于随机初始化的初始化策略，并且适用于化学直觉无法辅助初始化的情况，即Hartree-Fock是基态的糟糕近似时。其次，即使某次ADAPT-VQE迭代在某一步收敛到局部陷阱，它仍可通过添加更多算符来“挖掘”通向精确解的路径，这优先加深了所占用的陷阱。这一机制也揭示了一个令人惊讶的ADAPT-VQE特征：它不应遭受由“贫瘠高原”引起的优化问题。即使参数景观中出现贫瘠高原，我们的分析与模拟表明ADAPT-VQE从设计上避开了此类区域。
引用
@article{arxiv.2204.07179,
title = {ADAPT-VQE is insensitive to rough parameter landscapes and barren plateaus},
author = {Harper R. Grimsley and George S. Barron and Edwin Barnes and Sophia E. Economou and Nicholas J. Mayhall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.07179},
year = {2023}
}