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安萨茨的开发和设计取得了重大进展 。 但是否存在为特定目标哈密顿量构建有意义地分析的一般公式仍然是一个悬而未决的问题 。 加州大学圣地亚哥分校（UCCSD）分析的参数数量的缩放对典型的优化策略提出了挑战 ， 因为对于具有数十个自旋轨道和半填充 。 为了降低成本 ， UCCSD的实际应用必须考虑经典量子化学中采用的典型策略 ， 以优先考虑那些与实现精度更相关的激发算子 。
其中一些策略包括将计算限制在活动空间、冻结核心轨道、应用自旋对称约束以及基于经典有效近似丢弃具有低振幅的算子 。 最后一种策略也具有潜力显着减少所需的门数量并提供用于初始化优化的近似幅度 ， 这已被指出对于提高收敛性至关重要 。 UCCSD应用于VQE的大多数数值演示都探索了不同优化方法的影响 ， 包括梯度-自由和基于梯度的方法 。 在实践中 ， 可以使用数值梯度或解析梯度来实现基于梯度的方法 。
有人指出 ， 分析梯度需要的测量值比数值梯度少几个数量级 。 对特罗特步数影响的研究 ， 表明UCCSD指数算子的精确实现的准确性几乎相同与使用特罗特UCCSD获得的不同特罗特编号一样 。 考虑到UCCSD的不同特罗特版本对应于不同的安萨茨并且变分优化倾向于补偿非特罗特版本和特罗特版本之间的差异 ， 这将具有不同的最佳幅度 ， 因此可以理解这一点 。
UCCSD已经通过实验证明了使用单个俘获离子的氢化氦、超导量子计算机上的最小基组中分子氢、离子俘获量子计算机上的最小基组中分子氢和氢化锂以及使用云量子计算的氘核的波函数 。 最近 ， 科学家们提出了一组新的纠缠块 。 其中两个新模块旨在实现数守恒算子 ， 更适合模拟分子系统 ， 并且可以在具有传输量子比特的超导处理器上本地实现 。 科学家们提出了一种与硬件接近的不同方法 。 量子比特耦合集群方法在量子比特空间中实现耦合集群安萨茨 ， 而无需参考费米子波函数 。
这允许非常经济高效的实施 ， 在变分优化后产生准确的能量 。 该方法后来通过拉格朗日乘子和后处理程序进行了扩充 ， 以解决波函数中缺乏正确对称性的问题 。 对于包括最小基组中分子氢、氢化锂、氢化铍和水在内的小分子系统 ， HEA的准确性已通过实验和数值进行了测试 。 这些实现结合了使用活动空间和方法来减少哈密顿量中的量子比特数 。 由于并非所有的HEA分析都保留了粒子数 ， 因此在粒子数保持不变的情况下必须采用约束最小化方法 ， 使用粒子数作为约束 。
一般来说 ， 为了接近准确性 ， 层数必须快速增长 ， 甚至达到参数数量接近或超过希尔伯特空间大小的程度 。 与其他变分的情况一样算法 ， 需要更好地理解这个系列的不同版本的精度与层数的关系 。 状态准备的替代方法 。 在门模型量子计算机中 ， 重要的是首先将计算机初始化为已知状态 ， 并以高精度进行 。 通常 ， 初始状态的形式是乘积状态 ， 由于每个量子位都可以单独寻址 ， 因此准备起来很简单 。
【一旦准备好初始状态，通过计算机的量子状态演变将由算法要求的序列确定】一旦准备好初始状态 ， 通过计算机的量子状态的演变将由算法要求的序列确定 。 虽然改进电路分析有助于在量子计算机初始化后减少量子电路深度的开销 ， 但在准备更接近最终状态的更复杂的初始状态方面可能会有优势 。 例如 ， VQE最终依赖于准备许多量子比特的纠缠状态 。 因此 ， 已经高度纠缠的初始状态可能有利于准备所需的基态 。
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