基于门控的量子遗传算法用于实数全局优化

该团队提出了一种基于量子门的量子遗传算法(QGA)用于实值全局优化。在此模型中,个体由量子电路表示,其测量结果通过二进制离散化解码为实值向量。进化算子直接作用于电路结构,使变异和交叉操作能够探索基于门的编码空间。研究同时引入了固定深度和可变深度两种变体,分别支持统一电路复杂度或自适应结构演化。适应度评估通过量子采样实现,将测量结果解码输出的均值作为目标函数的参数。 为分离量子资源的影响,研究人员比较了含/不含Hadamard门的门集组合,证明在Rastrigin函数等基准测试中,叠加态能持续提升收敛速度和鲁棒性。进一步实验表明,在种群中引入个体间两两纠缠可加速早期收敛,揭示量子关联能为优化提供额外优势。这些结果共同表明:叠加态和纠缠态能协同增强量子进化算法的搜索动力学特性,由此确立基于门的QGA作为量子增强全局优化的重要框架。

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提交arXiv: 2025-11-07 14:14

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