D2-UC:一种用于机组组合的分布式-分布式量子经典协同框架
本论文提出“D2-UC”量子兼容框架,该框架通过将分布式经典分解与分布式量子执行相结合,为机组组合(UC)问题适配近期的混合量子-经典求解器。研究团队将确定性和随机性UC问题重构为三模块交替方向乘子法(ADMM):(i)调度与备用的凸二次子问题;(ii)表述为二次无约束二进制优化(QUBO)的二进制子问题;(iii)达成共识的近端松弛变量更新。核心贡献包括五个方面:首先,论证了完整UC问题如何表达为单一整体QUBO形式,建立与量子求解器的直接接口;其次,将大型二进制模块分解为针对投运、启动和停机的三类特定QUBO,虽导致ADMM收敛速度下降但提升问题可处理性;第三,通过每单位时间的微型QUBO恢复局部逻辑耦合,加速收敛过程;第四,将微型QUBO分批处理为K个非重叠块对角问题,使每次迭代只需处理固定数量的可求解QUBO,与分布式变分量子本征求解器(DVQE)兼容;最后,集成“择优接受”保护机制与DVQE,稳定混合更新并避免振荡。案例研究表明,该方法可生成可行调度方案,具有更快收敛速度,且QUBO规模与当前及近期量子硬件能力匹配。完整数据、代码及参数详见https://github.com/LSU-RAISE-LAB/3B-ADMM-UC-DVQE。



