面向大规模车辆路径问题的分层量子优化:基于聚类分解的多角度QAOA方法

该研究团队提出了一种用于解决大规模车辆路径问题(VRP)的量子优化方法,该方法结合了标准量子近似优化算法(QAOA)与多角度量子近似优化算法(MA-QAOA)。该方案通过聚类将基于13个地点的VRP问题分解为三个均衡的4节点集群,随后采用标准QAOA处理集群内开放式旅行商问题(OTSP),而采用MA-QAOA处理集群间VRP路径规划。在10个不同数据集上的验证表明,标准QAOA能持续找到集群内路径的最优解,与传统Gurobi优化器的结果完全吻合。更具突破性的是,结合同步扰动随机逼近(SPSA)优化器的MA-QAOA展现出与传统优化方法相媲美的性能,最终获得的解与传统Gurobi优化器结果高度逼近。这种集群分解方法使得量子优化可处理的问题规模远超以往量子VRP实施方案——在保持解的质量前提下,将处理能力从4-6个地点的限制提升至13个地点规模。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-11-01 11:19

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