带容量约束车辆路径问题中实现早期量子优势与量子效用的要求

该研究团队提出了一种透明且与编码无关的框架,用于判断容量约束车辆路径问题(CVRP)何时能实现早期量子优势。分析表明,即使在采用最节省量子位的直接编码的最佳情况下,基于噪声中尺度量子(NISQ)硬件实现这一目标仍不太可能。通过闭合式资源计算结合近期设备基准测试,该工作提炼出三个关键决策指标:量子可行性临界点、量子位可行性线与门操作可行性线,可将任意CVRP案例归类至统一决策图谱。对比直接二次无约束二值优化(QUBO)映射与空间高效的高阶二值优化(HOBO)编码时,研究发现了巨大差距——应用于Golden-5等早期优势基准测试时,图谱显示HOBO电路仅需7,685个量子位,而同类QUBO编码仍需超过20万个量子位。该框架不仅能筛选CVRP中具备早期量子优势潜力的候选案例,更提供统一的决策度量标准,可适配任意CVRP编码方案与硬件参数,并明确标示量子设备可能超越经典启发式算法的时机。要实现CVRP的量子优势,可能需要突破性的问题分解技术创新。

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