量子近似和量子游走优化方法在集合平衡问题中的应用

该研究团队探索了变分量子算法在NP难集合均衡问题中的应用——这是临床试验设计和实验排程中的关键挑战。研究人员将该问题映射为伊辛模型,采用定制的二次无约束二元优化(QUBO)公式,并用泡利-Z算符表示成本哈密顿量。团队分别实现了量子近似优化算法(QAOA)和量子行走优化算法(QWOA),并在不同实验场景中进行了评估。 针对QAOA,研究人员对六种混合哈密顿量(X型、XY型、全交换型、环交换型、格罗弗型和热启动型)进行了对比分析,采用可扩展的指数泡利串实现混合单元操作,其性能优于传统电路分解方案。此外,该工作还引入了一种基于香农熵的后处理技术,通过最大化分区间特征分布的均匀性来优化解的质量。这些成果凸显了混合器选择和电路实现对于提升QAOA组合优化性能的重要性。

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