与经典求解器相比，量子退火在优化问题中的应用、挑战与局限性
量子物理
2025-10-07 v4
摘要
量子计算正在快速发展，利用量子比特的叠加和纠缠特性获得相对于经典系统的计算优势。然而，可扩展性是这些机器面临的主要挑战。通过在经典计算和量子计算实例之间实现混合工作流，D-Wave 成功地将这一边界推向了工业应用领域。此外，他们最近开放了对混合整数线性规划（MILP）问题的支持，扩展了其在优化领域中许多相关问题的适用性。然而，它们对各种问题类别的适用性及其计算优势的程度仍不清楚。本研究通过应用一系列多样化的案例研究，对 D-Wave 的混合求解器与 CPLEX、Gurobi 和 IPOPT 等业界领先的求解器的性能进行了全面基准测试。研究结果表明，D-Wave 的混合求解器目前在整数二次目标函数方面最具优势，并在二次约束方面显示出潜力。为了说明这一点，我们将其应用于一个真实的能源问题，具体为 MILP 机组组合问题。虽然 D-Wave 可以解决此类问题，但其性能尚未达到经典求解器的水平。
引用
@article{arxiv.2409.05542,
title = {Quantum annealing applications, challenges and limitations for optimisation problems compared to classical solvers},
author = {Finley Alexander Quinton and Per Arne Sevle Myhr and Mostafa Barani and Pedro Crespo del Granado and Hongyu Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.05542},
year = {2025}
}