變分量子本徵求解器（VQE）

想像你在一座大霧瀰漫的山谷裡尋找最低點，但你只能憑腳下感受坡度，一小步一小步地走。VQE 大體上就是這個思路。它是一種混合演算法——一半靠量子計算機，一半靠普通的古典計算機——用來估計一個量子系統（例如一個分子）的最低能量狀態（即基態）。量子計算機用一個淺而可調的電路來製備一個試探態，這個電路上的「旋鈕」就是一組數值（參數），隨後測量這個態，估計出它的能量。執行在普通計算機上的古典最佳化器讀取這個估計值，微調參數以設法把能量壓低，如此循環往復，直到能量不再下降為止。

為什麼要這樣來回折騰？因為物理學給了一個保證，叫作變分原理：對任意試探態測出的能量，永遠不會低於真正的基態能量。所以只要你不斷調整電路、把測得的能量往下壓，你就是在從上方逼近真正的答案——你始終知道自己手裡握著一個上界，絕不會落入一個虛假的最低值。電路特意保持得很短，這一點很重要，因為如今的硬體雜訊大，量子特性很快就會消失。VQE 把繁重的最佳化工作交給古典計算機，只讓脆弱的量子部分做一點點事，這正是它之所以成為在當前 NISQ 時代機器上挖掘真正價值的主要候選方案之一的原因。