Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Υβριδικοί αλγόριθμοι κβαντικής βελτιστοποίησης και εφαρμογές

Iliopoulou Artemis

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Αυτή η διπλωματική εξετάζει την εφαρμογή της κβαντικής υπολογιστικής στην επίλυση προβλημάτων βελτιστοποίησης και, πιο συγκεκριμένα, προβλημάτων χρονοπρογραμματισμού. Το πρώτο κεφάλαιο παρέχει μια εισαγωγή στην κβαντική υπολογιστική. Καλύπτει βασικούς ορισμούς, συμπεριλαμβανομένων των μονών και πολλαπλών καταστάσεων κβαντικών δυαδικών ψηφίων (qubits), των κβαντικών πυλών και του φαινομένου της διαπλοκής. Επίσης, αναλύει τη σημασία και τον τρόπο κατασκευής ενός από τους θεμελιώδεις κβαντικούς αλγορίθμους, του αλγορίθμου Deutsch-Josza. Το δεύτερο κεφάλαιο επικεντρώνεται στις βασικές προσεγγίσεις της κβαντικής βελτιστοποίησης, όπως το Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO), το Ising μοντέλο, και τις έννοιες του quantum annealing και της αδιαβατικής κβαντικής υπολογιστικής. Επίσης, αναλύει τον Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) και παρουσιάζει το πρόβλημα MaxCut και πώς αυτό μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας τον QAOA. Το τρίτο κεφάλαιο ασχολείται με τα προβλήματα χρονοπρογραμματισμού, συγκεκριμένα το Πρόβλημα Nurse Scheduling Problem (NSP). Εξερευνά το μοντέλο QUBO για το NSP και παρουσιάζει τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων που διεξήχθησαν σε διάφορες περιπτώσεις προβλημάτων NSP. Για να ληφθούν τα αποτελέσματα, ο κβαντικός αλγόριθμος έτρεξε στην κβαντική υπηρεσία cloud της D-Wave. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα αναλύονται με βάση την απόδοση για διαφορετικά μεγέθη προβλημάτων και για διαφορετικές τοπολογίες του hardware. Συμπερασματικά, αυτή η διπλωματική παρουσιάζει μια συνολική επισκόπηση των θεμελιωδών εννοιών και τεχνικών που χρησιμοποιούνται στην υβριδική κβαντική-κλασική βελτιστοποίηση και δείχνει τις δυνατότητές της για την επίλυση προβλημάτων βελτιστοποίησης και χρονοπρογραμματισμού.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες