从贫瘠高原穿越肥沃山谷：参数化量子圆锥的锥扩张
量子物理
2026-04-20 v2
摘要
通过参数化量子电路进行优化是近期量子算法的主流技术。然而，普遍存在的贫瘠高原现象——梯度消失的参数区域——构成了一个持久的障碍，极大降低了其在实际中的成功率。本工作中，我们引入一种基于非酉操作的方案，其有利于从贫瘠高原跃迁至肥沃山谷。这些操作由参数化酉量子电路的圆锥扩张构造，依赖于电路中途测量与小型辅助系统。我们进一步将寻找最优跃迁方向的问题化简为低维广义特征值问题。作为概念验证，我们将跃迁融入量子近似优化算法（QAOA）的先进实现中。我们通过大量仿真展示了该扩张在 QAOA 上的有效性，表现出对贫瘠高原的鲁棒性以及对最优解采样概率的显著提升。
引用
@article{arxiv.2310.04255,
title = {From barren plateaus through fertile valleys: Conic extensions of parameterised quantum circuits},
author = {Lennart Binkowski and Gereon Koßmann and Tobias J. Osborne and René Schwonnek and Timo Ziegler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.04255},
year = {2026}
}
备注
Accepted at QCE25, included numerical evidence up to 22 qubits and discussion about the influence of shot noise