論文の概要: Pruned-ADAPT-VQE: compacting molecular ansätze by removing irrelevant operators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.04652v1
• Date: Mon, 07 Apr 2025 00:54:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-16 00:25:56.542136
• Title: Pruned-ADAPT-VQE: compacting molecular ansätze by removing irrelevant operators
• Title（参考訳）: Pruned-ADAPT-VQE:無関係作用素の除去による分子アンセッツェのコンパクト化
• Authors: Nonia Vaquero-Sabater, Abel Carreras, David Casanova,
• Abstract要約: ADAPT-VQE(ADAPT-VQE)は、微分組立擬トロッター変分量子固有解器である。 演算子を勾配に基づいて選択し、エネルギーの景観に合わせて連続的に進化する「解」を構成する。 本稿では, アンザッツから不要な演算子を除去する, 自動無コスト精錬法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The adaptive derivative-assembled pseudo-Trotter variational quantum eigensolver (ADAPT-VQE) is one of the most widely used algorithms for electronic structure calculations. It adaptively selects operators based on their gradient, constructing ans\"atze that continuously evolve to match the energy landscape, helping avoid local traps and barren plateaus. However, this flexibility in reoptimization can lead to the inclusion of redundant or inefficient operators that have almost zero amplitude, barely contributing to the ansatz. We identify three phenomena responsible for the appearance of these operators: poor operator selection, operator reordering, and fading operators. In this work, we propose an automated, cost-free refinement method that removes unnecessary operators from the ansatz without disrupting convergence. Our approach evaluates each operator after ADAPT-VQE optimization by using a function that considers both its amplitude and position in the ansatz, striking a balance between eliminating low-amplitude operators while preserving the natural reduction of coefficients as the ansatz grows. Additionally, a dynamic threshold based on the amplitudes of recent operators enables efficient convergence. We apply this method to several molecular systems and find that it reduces ansatz size and accelerates convergence, particularly in cases with flat energy landscapes. The refinement process incurs no additional computational cost and consistently improves or maintains ADAPT-VQE performance.
• Abstract（参考訳）: 適応微分組立擬トロッター変分量子固有解法(ADAPT-VQE)は電子構造計算において最も広く用いられるアルゴリズムの1つである。 勾配に基づいて演算子を適応的に選択し、エネルギー景観に合わせて連続的に進化する ans\atze を構築し、局所的なトラップや不毛の台地を避けるのに役立つ。 しかし、この再最適化の柔軟性は、ほとんど振幅がゼロの冗長あるいは非効率な演算子を包含し、アンザッツにはほとんど寄与しない。 これらの演算子の出現に寄与する3つの現象を同定する。 本研究では, アンザッツから不要な演算子を取り除き, 収束を損なうことなく, 自動改質法を提案する。 本手法は,アンザッツの振幅と位置の両方を考慮し,アンザッツの増大とともに係数の自然な減少を保ちながら,低振幅演算子の除去のバランスを崩す関数を用いて,ADAPT-VQE最適化後の各演算子を評価する。 さらに、最近の演算子の振幅に基づく動的しきい値は、効率的な収束を可能にする。 本手法をいくつかの分子系に適用し,特に平らなエネルギー景観の場合において,アンザッツサイズを小さくし,収束を加速することを示した。 改良プロセスは追加の計算コストを発生させず、ADAPT-VQEの性能を継続的に改善または維持する。

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