不同系统尺寸下横场伊辛模型变分量子模拟中的拟设表达性与优化

我们探索了变分量子本征求解器（VQE）在探究一维、二维和三维横场伊辛模型（TFIM）基态性质（特别是纠缠熵）方面的应用，考虑了多达27个自旋的系统。通过将VQE结果与精确对角化进行基准比较，并分析不同系统尺寸和几何结构下的纠缠性质，我们评估了该算法在捕捉临界现象方面的有效性。利用TFIM的结果，我们还研究了VQE的表达性和优化如何影响高度纠缠量子态的模拟。我们采用了不同的拟设：来自Qiskit的硬件高效EfficientSU2、物理启发的哈密顿量变分拟设（HVA）以及具有对称性破缺的HVA，并使用能量方差、纠缠熵、自旋关联和磁化强度对其性能进行基准测试。我们进一步讨论了将这些方法扩展到更大量子系统的意义。