H-EFT-VA:具有可证明巨基平原避免的有效场论变分态
量子物理
2026-04-24 v2 机器学习
数学物理
math.MP
摘要
变分量子算法(VQA)严重受到巨基平原(BP)现象的威胁。本文引入 H-EFT 变分态(H-EFT-VA),一种受有效场论(EFT)启发的体系结构。通过强制执行分层“UV-截断”初始化,我们从理论上限制电路的状态探索,从而防止近似单元 2-design 的形成。我们提供了严格的证明,表明这种局部分散保证梯度方差的反多项式下界:。关键的是,与通过限制纠缠来避免 BP 的方法不同,我们演示 H-EFT-VA 保持体积律纠缠和接近 Haar 纯净度,确保足够的表达度以处理复杂量子态。对 16 项 Transverse Field Ising Model 实验进行广泛基准测试,证明其在能量收敛性和基态保真度方面分别比标准硬件高效态(HEA)提高了 109 倍和 10.7 倍,统计显著性为 。该静态框架对哈密顿量具有中等参考态重叠度的系统最为有效;针对参考态重叠度更大的系统,通过动态 UV-截断松弛策略的后续工作正在探索其扩展。
引用
@article{arxiv.2601.10479,
title = {H-EFT-VA: An Effective-Field-Theory Variational Ansatz with Provable Barren Plateau Avoidance},
author = {Eyad I. B Hamid},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10479},
year = {2026}
}
备注
v2: Expanded Section III with explicit circuit architecture description. Added Section IV.F to discuss static initialization limitations and reference-state dependence. Abstract and conclusion updated to scope TFIM results and cite concurrent work on dynamic extensions. 8 pages, 5 figures, Appendix