Ansatz eficiente em hardware sem platôs estéreis em qualquer profundidade

Os circuitos quânticos variacionais ganharam muito interesse recentemente devido à sua relevância em aplicações do mundo real, como otimizações combinatórias, simulações quânticas e modelagem de uma distribuição de probabilidade. Apesar do seu enorme potencial, a utilidade prática desses circuitos além de dezenas de qubits é amplamente questionada. Um dos principais problemas é o fenômeno conhecido como platôs estéreis. Circuitos quânticos com estrutura aleatória muitas vezes têm uma paisagem de função de custo plana e, portanto, não podem ser treinados de maneira eficiente. Neste artigo, propomos duas condições de parâmetros inovadoras nas quais o anzatz eficiente em hardware (HEA) está livre de platôs estéreis para profundidades de circuito arbitrárias. Na primeira condição, o HEA se aproxima de um operador de evolução temporal gerado por um Hamiltoniano local. Utilizando um resultado recente de Park e Killoran, Quantum 8, 1239 (2024), provamos um limite inferior constante das magnitudes do gradiente em qualquer profundidade tanto para observáveis locais quanto globais. Por outro lado, o HEA está dentro da fase de localizaçãodo corpo múltiplo (MBL) na segunda condição de parâmetro. Argumentamos que o HEA nesta fase possui uma grande componente de gradiente para um observável local usando um modelo fenomenológico para o sistema MBL. Ao inicializar os parâmetros do HEA usando essas condições, mostramos que nossas descobertas oferecem um melhor desempenho geral na resolução de Hamiltonianos de corpo múltiplo. Nossos resultados indicam que platôs estéreis não são um problema quando os parâmetros iniciais são escolhidos de maneira inteligente, e outros fatores, como mínimos locais ou a expressividade do circuito, são mais cruciais.