VQE

VQE (Variational Quantum Eigensolver) ist ein hybrider quanten-klassischer Algorithmus, der für NISQ-Geräte konzipiert ist. Er findet den kleinsten Eigenwert (die Grundzustandsenergie) eines Hamilton-Operators — entscheidend für die Quantenchemie und Materialwissenschaft. VQE verwendet einen parametrisierten Quantenschaltkreis (Ansatz), um einen Versuchs-Quantenzustand |ψ(θ)⟩ vorzubereiten, misst den Erwartungswert ⟨ψ|H|ψ⟩ auf der QPU und verwendet dann einen klassischen Optimierer (COBYLA, BFGS), um die Parameter θ zu aktualisieren und die Energie zu minimieren. Diese variationelle Schleife läuft bis zur Konvergenz weiter. VQE kann molekulare Grundzustandsenergien approximieren, die für klassische Computer unlösbar sind. PennyLane, Qiskit und HLQuantum stellen alle VQE-Implementierungen bereit. Zu den Einschränkungen zählen Barren Plateaus (flache Optimierungslandschaften) und die Ausdruckskraft der Schaltkreise.