基于影响驱动的交通区域划分量子分解:一种混合门模型框架

将交通网络划分为平衡且空间连贯的交通区域,是智能交通系统中的一个基础但计算上具有挑战性的任务。由此产生的优化问题表现出决策变量之间的密集交互,可建模为二次无约束二元优化(QUBO)模型。虽然量子优化天然契合此类二次能量表示,但当前含噪中等规模量子硬件在问题规模、连接性和电路可靠性方面存在局限。本文提出一种基于影响力驱动的混合量子-经典优化框架,用于交通区域划分,该框架桥接了交通规模优化模型与实际门控量子处理器。该方法并非采用静态地理分解,而是估计决策变量的能量影响,选择性将量子计算分配给关键子问题,同时通过经典协调循环保持全局可行性。该框架使用Iskay优化器实现,并在IBM量子系统一号后端上评估。实验比较了直接量子优化、经典迭代子QUBO优化以及所提出的混合方法。结果表明,相较于经典优化,影响力引导的分解能改善收敛行为,并生成更连贯的空间划分,同时与硬件约束保持一致。尽管混合方法未超越最优直接量子解,但该工作展示了在当前量子硬件条件下,面向交通应用实现可扩展混合优化的实用路径。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-01 21:54

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