通过平台算子消除和相关平均场下折叠减少 ADAPT-VQE 的量子资源

自适应导数组装问题定制变分量子本征求解器（ADAPT-VQE）代表了近期量子设备上量子化学最有前景的方法之一。然而，由于 ansatz 中参数消失和冗余算子的存在，其优化速度缓慢且可能停滞。在这项工作中，我们提出了一种简单的算子消除策略，一旦检测到不贡献的算子，就将其从池中移除，使优化能够继续向收敛推进。我们研究了两种变体，即在消除后是否恢复池，并发现前者比后者和标准 ADAPT-VQE 收敛更平滑、更快。为了捕获活性空间与其环境之间的动态关联，我们将 ADAPT-VQE 与我们最近开发的下折叠方法——单体下折叠框架（OBDF）相结合。在 OBDF 中，活性空间中的裸分子哈密顿量被一个包含活性空间外动态关联效应的关联有效哈密顿量所取代。我们使用 OpenFermion 模拟器在 \ce{H_6} 线性链、\ce{H_6} 晶格、\ce{H_6} 环和 \ce{N_2} 分子上对我们的实现进行了基准测试。我们的结果表明，算子消除显著降低了电路深度和迭代次数，并且 OBDF-ADAPT-VQE 在相同活性空间内产生的能量比标准方法更接近完全组态相互作用（FCI）参考值。