在富士通数字退火机上求解组合优化问题
量子物理
2023-11-10 v1
摘要
组合优化问题在各学科与应用中无处不在。许多启发式算法致力于求解此类问题。为提高寻找最优解的效率，一种称为数字退火机（DA）的专用硬件被开发出来，利用二次无约束二值优化（QUBO）公式求解组合优化问题。在本研究中，我们将数字划分问题和图划分问题公式化为QUBO形式，并使用富士通株式会社开发的DA求解这些问题。数字划分问题的QUBO公式是全连接的。DA找到最优解的总运行时间对于6500个二值变量小于30秒。对于图划分问题，我们采用模块度作为衡量划分质量的指标。对于Zachary空手道俱乐部图，获得的模块度为0.445，较D-wave量子退火机和模拟退火提升了6%。此外，为探索DA在现实问题中的潜在应用，我们以配电网络中社区或虚拟微电网的搜索为例。该问题被公式化为图划分。结果表明，DA有效识别了IEEE 33总线与IEEE 118总线网络中的社区结构。
引用
@article{arxiv.2311.05196,
title = {Solving Combinatorial Optimization Problems on Fujitsu Digital Annealer},
author = {Yu-Ting Kao and Jia-Le Liao and Hsiu-Chuan Hsu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05196},
year = {2023}
}
备注
Proceedings of 2023 TANET & NCS