論文の概要: H-EFT-VA: An Effective-Field-Theory Variational Ansatz with Provable Barren Plateau Avoidance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.10479v1
• Date: Thu, 15 Jan 2026 15:01:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-16 19:43:19.187464
• Title: H-EFT-VA: An Effective-Field-Theory Variational Ansatz with Provable Barren Plateau Avoidance
• Title（参考訳）: H-EFT-VA:確率的バレンプラトー回避を用いた有効場理論変分アンザッツ
• Authors: Eyad I. B Hamid,
• Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)はバレンプラトー現象によって著しく脅かされている。 本稿では,H-EFT変分アンザッツ(H-EFT-VA)について紹介する。 我々は、H-EFT-VAが体積法則の絡み合いと準ハール純度を維持し、複素量子状態に対する十分な表現性を確保することを実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Variational Quantum Algorithms (VQAs) are critically threatened by the Barren Plateau (BP) phenomenon. In this work, we introduce the H-EFT Variational Ansatz (H-EFT-VA), an architecture inspired by Effective Field Theory (EFT). By enforcing a hierarchical "UV-cutoff" on initialization, we theoretically restrict the circuit's state exploration, preventing the formation of approximate unitary 2-designs. We provide a rigorous proof that this localization guarantees an inverse-polynomial lower bound on the gradient variance: $Var[\partial θ] \in Ω(1/poly(N))$. Crucially, unlike approaches that avoid BPs by limiting entanglement, we demonstrate that H-EFT-VA maintains volume-law entanglement and near-Haar purity, ensuring sufficient expressibility for complex quantum states. Extensive benchmarking across 16 experiments -- including Transverse Field Ising and Heisenberg XXZ models -- confirms a 109x improvement in energy convergence and a 10.7x increase in ground-state fidelity over standard Hardware-Efficient Ansatze (HEA), with a statistical significance of $p < 10^{-88}$.
• Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(VQA)はバレンプラトー(BP)現象によって著しく脅かされている。 本研究では,H-EFT変分アンザッツ(H-EFT-VA)について述べる。 初期化に階層的"UVカットオフ"を強制することにより、理論的には回路の状態探索を制限し、近似ユニタリな2設計の形成を防ぐ。 この局所化が勾配分散上の逆多項式の下界を保証するという厳密な証明を与える: $Var[\partial θ] \in Ω(1/poly(N))$。 重要なことに、絡み合いを制限することによってBPを避けるアプローチとは異なり、H-EFT-VAは体積法則の絡み合いとハール近傍の純度を維持し、複雑な量子状態に対する十分な表現性を確保する。 Transverse Field Ising(英語版)やHeisenberg XXZ(英語版)モデルを含む16の実験にわたる広範囲なベンチマークにより、エネルギー収束の109倍の改善と標準ハードウェア効率アンサツェ(HEA)に対する基底状態の忠実度(英語版)の10.7倍の上昇が確認され、統計的には$p < 10^{-88}$である。

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