Variational Quantum Eigensolver

定义 Definition

变分量子本征求解器（VQE）是一种混合量子-经典算法：用量子电路来制备可调参数的量子态，用经典优化器不断更新参数，从而最小化能量期望值，以近似求得哈密顿量的基态能量（最低本征值）。常用于量子化学与材料模拟等领域。

发音 Pronunciation (IPA)

/ˌvɛəriˈeɪʃənəl ˈkwɒntəm ˈaɪɡənˌsɒlvər/

例句 Examples

VQE can estimate a molecule’s ground-state energy.
VQE 可以估计分子的基态能量。

By combining a parameterized ansatz on a noisy quantum device with a classical optimizer, the variational quantum eigensolver minimizes the expected energy of the Hamiltonian to approximate its lowest eigenvalue.
通过将噪声量子设备上的参数化试探态（ansatz）与经典优化器结合，变分量子本征求解器最小化哈密顿量的能量期望值，从而近似其最低本征值。

词源 Etymology

该术语由三部分构成：variational（变分的）源自变分法思想（通过优化某个可调函数/参数来逼近真实解）；quantum（量子）表明算法依赖量子态与量子电路；eigensolver（本征求解器）指求解算符/矩阵的本征值问题。VQE 的名称直接概括了其核心：用变分优化来求量子体系的本征值（尤其是最低能量）。

相关词 Related Words

• Ansatz
• Hamiltonian
• Ground State
• Eigenvalue
• Quantum Chemistry
• Hybrid Algorithm
• Classical Optimizer
• Quantum Circuit
• NISQ
• Quantum Phase Estimation

文学与著作中的用例 Literary Works

• A variational eigenvalue solver on a quantum processor（Peruzzo et al., 2014）——提出并命名 VQE 的开创性论文。
• The theory of variational hybrid quantum-classical algorithms（McClean et al., 2016）——系统化讨论 VQE 类算法与理论框架。
• Quantum Computation and Quantum Information（Nielsen & Chuang）——虽不以 VQE 为主，但对本征值问题与量子算法背景有经典阐述，常被用于理解 VQE 的基础概念。