論文の概要: Geo-ADAPT-VQE: Quantum Information Metric-Aware Circuit Optimization for Quantum Chemistry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.10325v1
• Date: Wed, 11 Mar 2026 01:50:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-12 16:22:32.745681
• Title: Geo-ADAPT-VQE: Quantum Information Metric-Aware Circuit Optimization for Quantum Chemistry
• Title（参考訳）: Geo-ADAPT-VQE:量子化学のための量子情報計量回路最適化
• Authors: Mohammad Aamir Sohail, Toshiaki Koike-Akino,
• Abstract要約: Geo-ADAPT-VQE (Geo-ADAPT-VQE) は、自然な勾配法則を用いて、プールから演算子を選択する幾何学的適応型VQEである。 Geo-ADAPT-VQEは既存の手法に比べて100倍のエネルギー誤差を低減できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.88416407274506
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Adaptive ansatz construction has emerged as a powerful technique for reducing circuit depth and improving optimization efficiency in variational quantum eigensolvers. However, existing adaptive methods, including ADAPT-VQE, rely solely on first-order gradients and therefore ignore the underlying geometry of the quantum state space, limiting both convergence behavior and operator-selection efficiency. We introduce Geo-ADAPT-VQE, a geometry-aware adaptive VQE algorithm that selects operators from a pool using the natural gradient rule. The geometric operator-selection rule enables the ansatz to grow along directions aligned with the underlying quantum-state geometry, thereby improving convergence and reducing the algorithm's susceptibility to shallow local minima and saddle-point regions. We further provide an asymptotic convergence result. We present numerical simulations involving five molecules, which demonstrate that Geo-ADAPT-VQE achieves faster and more stable convergence compared to existing methods, while producing significantly shorter ansatz. In particular, Geo-ADAPT achieves up to 100-fold reduction in energy error compared to existing methods.
• Abstract（参考訳）: アダプティブアンサッツ構造は、回路深さを減らし、変分量子固有解器の最適化効率を改善するための強力な技術として登場した。 しかし、ADAPT-VQEを含む既存の適応法は、一階勾配のみに依存し、従って量子状態空間の基本的な幾何学を無視し、収束挙動と演算子選択効率の両方を制限する。 自然な勾配法則を用いて,プールから演算子を選択する幾何学的適応型VQEアルゴリズムGeo-ADAPT-VQEを紹介する。 幾何演算子選択規則により、アンザッツは基底となる量子状態幾何学に沿った方向に成長し、収束を改善し、アルゴリズムの浅部局所極小領域やサドル点領域への感受性を低下させることができる。 さらに、漸近収束結果を提供する。 本報告では,Geo-ADAPT-VQEが既存手法に比べて高速でより安定な収束を実現し,より短いアンザッツが得られることを示す5つの分子を含む数値シミュレーションについて述べる。 特にGeo-ADAPTは,既存の手法に比べて最大100倍のエネルギー誤差の低減を実現している。

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