QUEST：量子增强型共享交通

我们提出了“作为风力遮挡服务”（Windbreaking-as-a-Service，WaaS）这一创新性共享交通方法，其中较大的“风力遮挡”车辆为“风力冲浪”车辆提供气动遮挡，从而降低阻力和燃料消耗。为解决WaaS中大规模匹配和分配问题，本文提出了计算框架QUEST（Quantum-Enhanced Shared Transportation）。具体而言，我们将风力遮挡车辆与风力冲浪车辆的配对——需满足时序、速度和车辆类型约束——建模为混合整数二次问题（MIQP）。我们聚焦于单段原型，分别通过对数匠算法、Gurobi求解器以及二进制向量的暴力枚举进行验证。随后，我们将问题编码为二次无约束二进制优化（QUBO）问题，并映射到Ising哈姆顿量中，从而实现量子近似优化算法（QAOA）及其他量子和经典退火技术的应用。我们的量子实现成功恢复了由经典方法识别的最优分配方案，确认了QUEST管道在受控原型中的正确性。虽然QAOA及其他量子启发式方法无法保证解决根本复杂度瓶颈，但本研究表明WaaS问题可被系统性地转化为量子就绪模型。同时也为解决多段场景和潜在地利用量子优势应对大规模共享交通实例奠定了基础。