位置科学中的量子优化:QUBO建模、基准问题与计算研究

量子计算领域的最新进展以及量子硬件可用性的提升,显著增强了离散优化中量子方法的实际应用价值。其中,二次无约束二进制优化(QUBO)模型为一大类NP难问题提供了统一的建模框架,天然契合量子计算及量子启发式算法。区位科学、网络设计和物流作为离散优化的核心应用领域,兼具重大实践意义与严峻计算挑战。本研究团队针对这些领域的若干基础问题开发了QUBO模型,包括离散有序中值问题(DOMP)的非线性整数规划模型。这些QUBO模型不仅是建模工具,更可作为评估量子算法与量子硬件性能的代表性基准问题。研究人员进一步推导出确保QUBO模型与其底层整数规划等价性的惩罚参数紧界。最后,该工作采用QAOA算法、WS-QAOA算法及经典启发式方法,对p-中值问题和固定费用设施选址问题(FCFLP)的QUBO实例进行了全面计算研究,并基于线性规划松弛为WS-QAOA提出了两种有效的热启动策略。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-11 15:39

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