保约束QAOA用于人员排班：保覆盖与守卫-XY混频器构造

量子近似优化算法（QAOA）是组合优化的一个有前景的框架，但约束问题通常使用需要校准且允许不可行配置保持动态可访问的能量惩罚项来处理。我们开发了一个用于人员排班的保约束QAOA框架，其中硬调度约束直接嵌入混频器哈密顿量中。使用具有每日覆盖和无连续值班约束的二元排班模型，我们从转移图的角度表述动力学，并引入一个守卫-XY混频器，将演化限制在完全可行的调度流形上。我们进一步区分可行性保持与可行转移设计，并提出一种紧模式扩展，在局部守卫交换不足的饱和工作负载段引入集体可行交换。精确态矢量模拟表明，与期望值和条件风险值优化下的Penalty-X和Coverage-XY公式相比，所提出的方法消除了硬约束惩罚校准，通过构造保证可行演化，并持续产生更高质量的输出分布，对最优可行调度具有更强的集中度。据我们所知，这是首个用于人员排班的保约束QAOA公式，且转移图框架可广泛应用于一类广泛的约束量子优化问题。