受限量子优化在公用事业规模的应用:以背包问题为例
受限组合优化问题对量子计算构成重大挑战,特别是在实用规模层面和近期硬件条件下。与此同时,这类问题在工业领域具有重要实践价值——以能源系统中的机组组合(UC)问题为例,其涉及复杂的运行约束条件。为应对这一挑战,该研究团队采用硬件高效的约束优化方法copula-QAOA(cop-QAOA),将其应用于可简化为一维背包问题的单周期UC场景。该方法通过恒定深度混频器和适当偏置的初始态,使量子态向可行解空间倾斜。 该团队在经典求解器(如Gurobi)已证实难以处理的算例上实施基准测试。结果表明:cop-QAOA仅需少量QAOA轮次,其求解质量往往优于惰性贪婪基线算法,多数情况下接近甚至超越Gurobi的求解结果。此项工作实现了两个突破性进展:其一是在IBM量子硬件上完成迄今最大规模(达150量子比特)的背包问题成功演示;其二更广泛地成为当前通过浅层混频器实施约束强制的组合优化问题最大规模实证。
量科快讯
1 天前
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