在真实量子硬件上探究变分量子算法求解非线性基态的极限：噪声的影响

最近提出的一种变分量子算法将变分量子计算的前沿扩展到了非线性物理和流体动力学领域。在本工作中，我们探究了此类方法在真实超导量子处理器上，针对一系列参数捕获非线性薛定谔方程基态的能力。具体而言，我们研究了实振幅、硬件高效拟设在不同相互作用区域下捕获该非线性系统基态的表达力，并在模拟器和云处理器中实现了不同的噪声场景。我们的研究揭示，尽管量子硬件噪声会损害能量代价函数的评估，但问题的某些小规模实例始终能收敛到基态。我们在 IBM Q 超导设备上测试了多种情况，并分析了由于量子硬件噪声导致的能量代价函数评估差异。由于态制备电路较浅，这些差异在态保真度估计中并不存在。我们的全面分析为非线性问题变分算法的实际实现与进步提供了宝贵的见解。