自适应变分量子本征求解器的分层与子池探索：降低线路深度、运行时间与噪声敏感性
量子物理
2025-08-20 v1
摘要
自适应变分量子本征求解器(ADAPT-VQE)是在近期量子硬件上模拟强关联系统的有前途的候选方案。为了进一步提升这些算法的噪声韧性，近期的努力方向是压缩或分层其拟设线路。在此，我们从三个方面拓宽了对算法分层过程的理解。首先，我们研究了用于构建ADAPT-VQE拟设的不同元素之间的非对易关系。由此，我们开发了一个用于研究和开发分层算法的框架，其产生更浅的线路。其次，基于该框架，我们开发了一个新的子程序，通过优化变分量子算法追加拟设元素的选择过程，从而减少量子处理器调用次数。第三，我们对通过分层ADAPT-VQE算法线路可获得的噪声韧性提升进行了详尽的数值研究。我们发现，相对于振幅阻尼和退相位噪声，分层带来了改进的噪声韧性，而这类噪声通常同等影响空闲与非空闲量子比特。对于倾向于仅影响被主动操控量子比特的去极化噪声，我们未观察到分层的优势。
引用
@article{arxiv.2308.11708,
title = {Layering and subpool exploration for adaptive Variational Quantum Eigensolvers: Reducing circuit depth, runtime, and susceptibility to noise},
author = {Christopher K. Long and Kieran Dalton and Crispin H. W. Barnes and David R. M. Arvidsson-Shukur and Normann Mertig},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.11708},
year = {2025}
}
备注
19 + (21) pages, 16 + (4) figs, comments are welcomed