VQE(三):拟设三路线
- UCCSD 卡(推导行):(T−T†)† = T†−T = −(T−T†) 反厄米 → (e^K)† = e^{−K} = (e^K)⁻¹,e^{T−T†} 酉 ✓;参数计数:单激发 n_o·n_v + 双激发 C(n_o,2)·C(n_v,2) = O(n⁴);一阶 Trotter 后每因子 O(n) 个 CNOT → 总深度 O(n⁵);HF 零初始化不陷高原
- 演算卡(LiH 参数计数):全活性空间 n_o = 4、n_v = 8 → 单激发 4×8 = 32,双激发 C(4,2)·C(8,2) = 6×28 = 168,合计 200 参数;冻结 Li 1s 芯后 n_o = 2、n_v = 8 → 2×8 + 1×28 = 44 参数、10 比特;深度估算 200×12 ≈ 2400 个 CNOT
- HEA 卡(定理行):每层 ⊗_i [R_Y(θ)·R_Z(θ′)] + 按拓扑的纠缠门;参数 O(D·n)、深度 O(D)、门原生;McClean 2018:随机初始化深层 → E[∂⟨H⟩/∂θ] = 0、Var = O(2⁻ⁿ)(贫瘠高原)
- ADAPT-VQE 卡(梯度指标推导):d/dθ⟨ψ|e^{−θκ_μ}·H·e^{θκ_μ}|ψ⟩│_{θ=0} = ⟨ψ|[H,κ_μ]|ψ⟩(e^{±θκ} = I±θκ+O(θ²) 一阶展开、同类项相消);每轮追加 |⟨[H,κ_μ]⟩| 最大的算符并重优化
- 底部结论行:表达力 / 深度 / 可训练性的三角矛盾——UCCSD 有物理直觉但 O(n⁵) 深,HEA 浅但指数平坦,ADAPT 自适应折中
类型formula-card(三路线公式对比)