量子退火在护士排班问题中的应用
量子物理
2023-09-07 v2
摘要
量子退火是一种求解组合优化问题的有前景的启发式方法，量化其在现实问题上的性能可为如何最佳地在实际中运用该方法提供见解。我们研究了利用 D-Wave 2000Q 量子退火设备求解带硬约束的护士排班问题（NSP）的经验性能。NSP 在伴随的一组排班与人员约束下寻求一组护士到班次的优化分配。在将 NSP 归约为一种新颖的伊辛型哈密顿量后，我们针对约束要求以及解的多样性评估了从 D-Wave 2000Q 获得的解质量。对于此处探究的测试问题，我们的结果表明量子退火可恢复令人满意的 NSP 解，并暗示该启发式方法足以实际使用。此外，我们观察到通过反向退火的使用可极大改进解质量，其中可利用退火过程第二次运行来精炼返回的结果。我们比较了使用正向与反向退火方法的 NSP 性能，并描述了这些途径在实际中如何被使用。
引用
@article{arxiv.1904.12139,
title = {Application of Quantum Annealing to Nurse Scheduling Problem},
author = {Kazuki Ikeda and Yuma Nakamura and Travis S. Humble},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12139},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 13 figures